最新21曲线和方程
21版: 双曲线(步步高)
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§8.6双曲线1.双曲线的概念平面内与两个定点F1,F2的距离的差的绝对值等于常数(小于|F1F2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.集合P={M|||MF1|-|MF2||=2a},|F1F2|=2c>2a,其中a,c为常数且a>0,c>0.2.双曲线的标准方程和几何性质标准方程x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)y2a2-x2b2=1(a>0,b>0)图形性质范围x≥a或x≤-a,y∈R x∈R,y≤-a或y≥a对称性对称轴:坐标轴对称中心:原点顶点A1(-a,0),A2(a,0)A1(0,-a),A2(0,a)渐近线y=±ba x y=±ab x离心率e=ca,e∈(1,+∞),其中c=a2+b2实虚轴线段A1A2叫做双曲线的实轴,它的长|A1A2|=2a,线段B1B2叫做双曲线的虚轴,它的长|B1B2|=2b;a叫做双曲线的实半轴长,b叫做双曲线的虚半轴长a,b,c的关系c2=a2+b2 (c>a>0,c>b>0)概念方法微思考1.平面内与两定点F1,F2的距离之差的绝对值等于常数2a的动点的轨迹一定为双曲线吗?为什么?提示不一定.当2a=|F1F2|时,动点的轨迹是两条射线;当2a >|F 1F 2|时,动点的轨迹不存在;当2a =0时,动点的轨迹是线段F 1F 2的中垂线.2.与椭圆标准方程相比较,双曲线标准方程中,a ,b 只限制a >0,b >0,二者没有大小要求,若a >b >0,a =b >0,0<a <b ,双曲线哪些性质受影响? 提示 离心率受到影响.∵e =ca=1+⎝⎛⎭⎫b a 2,故当a >b >0时,1<e <2;当a =b >0时,e =2(亦称等轴双曲线);当0<a <b 时,e > 2.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内到点F 1(0,4),F 2(0,-4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是双曲线.( × ) (2)方程x 2m -y 2n=1(mn >0)表示焦点在x 轴上的双曲线.( × )(3)双曲线方程x 2m 2-y 2n 2=λ(m >0,n >0,λ≠0)的渐近线方程是x 2m 2-y 2n 2=0,即x m ±yn =0.( √ )(4)等轴双曲线的渐近线互相垂直,离心率等于 2.( √ ) 题组二 教材改编2.若双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦点到其渐近线的距离等于实轴长,则该双曲线的离心率为( )A. 5 B .5 C. 2 D .2 答案 A解析 由题意知焦点到其渐近线的距离等于实轴长,双曲线的渐近线方程为x a ±yb =0,即bx ±ay=0, ∴2a =bca 2+b2=b .又a 2+b 2=c 2,∴5a 2=c 2. ∴e 2=c 2a 2=5,∴e = 5. 3.已知a >b >0,椭圆C 1的方程为x 2a 2+y 2b 2=1,双曲线C 2的方程为x 2a 2-y 2b 2=1,C 1与C 2的离心率之积为32,则C 2的渐近线方程为( ) A .x ±2y =0 B.2x ±y =0 C .x ±2y =0 D .2x ±y =0答案 A解析 椭圆C 1的离心率为a 2-b 2a ,双曲线C 2的离心率为a 2+b 2a ,所以a 2-b 2a ·a 2+b 2a =32,即a 4=4b 4,所以a =2b ,所以双曲线C 2的渐近线方程是y =±12x ,即x ±2y =0. 4.经过点A (4,1),且对称轴都在坐标轴上的等轴双曲线方程为________. 答案 x 215-y 215=1解析 设双曲线的方程为x 2a 2-y 2a 2=±1(a >0),把点A (4,1)代入,得a 2=15(舍负), 故所求方程为x 215-y 215=1.题组三 易错自纠5.(多选)(2020·辽宁六校协作体月考)若方程x 23-t +y 2t -1=1所表示的曲线为C ,则下面四个命题中错误的是( ) A .若C 为椭圆,则1<t <3 B .若C 为双曲线,则t >3或t <1 C .曲线C 可能是圆D .若C 为椭圆,且长轴在y 轴上,则1<t <2 答案 AD解析 若t >3,则方程可变形为y 2t -1-x 2t -3=1,它表示焦点在y 轴上的双曲线;若t <1,则方程可变形为x 23-t -y 21-t =1,它表示焦点在x 轴上的双曲线;若2<t <3,则0<3-t <t -1,故方程x 23-t +y 2t -1=1表示焦点在y 轴上的椭圆;若1<t <2,则0<t -1<3-t ,故方程x 23-t +y 2t -1=1表示焦点在x 轴上的椭圆;若t =2,方程x 23-t +y 2t -1=1即为x 2+y 2=1,它表示圆,综上,选AD.6.已知双曲线的实轴长为8,离心率为2,则双曲线的标准方程为__________________. 答案 x 216-y 248=1或y 216-x 248=1解析 由题意知a =4,e =ca =2,∴c =8,∴b 2=c 2-a 2=64-16=48.∵双曲线的焦点位置不确定,故所求双曲线的标准方程为x 216-y 248=1或y 216-x 248=1.7.P 是双曲线x 216-y 281=1上任意一点,F 1,F 2分别是它的左、右焦点,且|PF 1|=9,则|PF 2|=________. 答案 17解析 由题意知a =4,b =9, c =a 2+b 2=97,由于|PF 1|=9<a +c =4+97,故点P 只能在左支上, ∴|PF 2|-|PF 1|=2a =8, ∴|PF 2|=|PF 1|+8=17.双曲线的定义例1 (1)已知圆C 1:(x +3)2+y 2=1和圆C 2:(x -3)2+y 2=9,动圆M 同时与圆C 1及圆C 2相外切,则动圆圆心M 的轨迹方程为________________. 答案x 2-y 28=1(x ≤-1) 解析 如图所示,设动圆M 与圆C 1及圆C 2分别外切于A 和B .根据两圆外切的条件, 得|MC 1|-|AC 1|=|MA |, |MC 2|-|BC 2|=|MB |, 因为|MA |=|MB |,所以|MC 1|-|AC 1|=|MC 2|-|BC 2|, 即|MC 2|-|MC 1|=|BC 2|-|AC 1|=2,所以点M 到两定点C 2,C 1的距离的差是常数且小于|C 1C 2|=6.又根据双曲线的定义,得动点M 的轨迹为双曲线的左支(点M 与C 2的距离大,与C 1的距离小), 其中a =1,c =3,则b 2=8. 故点M 的轨迹方程为x 2-y 28=1(x ≤-1). (2)已知F 1,F 2为双曲线C :x 2-y 2=2的左、右焦点,点P 在C 上,∠F 1PF 2=60°,则△F 1PF 2的面积为______.答案 2 3解析 不妨设点P 在双曲线的右支上, 则|PF 1|-|PF 2|=2a =22, 在△F 1PF 2中,由余弦定理,得 cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=12,∴|PF 1|·|PF 2|=8,∴12F PF S △=12|PF 1|·|PF 2|·sin 60°=2 3.本例(2)中,“∠F 1PF 2=60°”改为“PF 1→·PF 2→=0”,则△F 1PF 2的面积为________. 答案 2解析 不妨设点P 在双曲线的右支上, 则|PF 1|-|PF 2|=2a =22, ∵PF 1→·PF 2→=0,∴PF 1→⊥PF 2→,∴在△F 1PF 2中,有|PF 1|2+|PF 2|2=|F 1F 2|2, 即|PF 1|2+|PF 2|2=16, ∴|PF 1|·|PF 2|=4,∴12F PF S △=12|PF 1|·|PF 2|=2.思维升华 在“焦点三角形”中,常利用正弦定理、余弦定理,结合||PF 1|-|PF 2||=2a ,运用平方的方法,建立与|PF 1|·|PF 2|的联系.跟踪训练1 (1)(2020·广东普宁华侨中学期末)过双曲线x 2-y 24=1的左焦点F 1作一条直线l 交双曲线左支于P ,Q 两点,若|PQ |=4,F 2是双曲线的右焦点,则△PF 2Q 的周长是________. 答案 12解析 由题意,得|PF 2|-|PF 1|=2,|QF 2|-|QF 1|=2. ∵|PF 1|+|QF 1|=|PQ |=4, ∴|PF 2|+|QF 2|-4=4, ∴|PF 2|+|QF 2|=8.∴△PF 2Q 的周长是|PF 2|+|QF 2|+|PQ |=8+4=12.(2)已知F 1,F 2为双曲线C :x 2-y 2=2的左、右焦点,点P 在C 上,|PF 1|=2|PF 2|,则cos ∠F 1PF 2=________. 答案 34解析 ∵由双曲线的定义得 |PF 1|-|PF 2|=|PF 2|=2a =22, ∴|PF 1|=2|PF 2|=42,则cos ∠F 1PF 2=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|=(42)2+(22)2-422×42×22=34.双曲线的标准方程1.(2020·合肥调研)已知双曲线的渐近线为y =±22x ,实轴长为4,则该双曲线的方程为( )A.x 24-y 22=1 B.x 24-y 28=1或y 24-x 28=1 C.x 24-y 28=1 D.x 24-y 22=1或y 24-x 28=1 答案 D解析 设双曲线方程为x 22m -y 2m =1(m ≠0),又2a =4,∴a 2=4, 当m >0时,2m =4,m =2; 当m <0时,-m =4,m =-4.故所求双曲线方程为x 24-y 22=1或y 24-x 28=1.2.(2017·全国Ⅲ)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线方程为y =52x ,且与椭圆x 212+y 23=1有公共焦点,则C 的方程为( ) A.x 28-y 210=1 B.x 24-y 25=1 C.x 25-y 24=1 D.x 24-y 23=1 答案 B 解析 由y =52x ,可得b a =52.① 由椭圆x 212+y 23=1的焦点为(3,0),(-3,0),可得a 2+b 2=9.② 由①②可得a 2=4,b 2=5. 所以C 的方程为x 24-y 25=1.故选B.3.过双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >b >0)的右顶点作x 轴的垂线,与C 的一条渐近线相交于点A .若以C 的右焦点F 为圆心、半径为4的圆经过A ,O 两点(O 为坐标原点),则双曲线C 的标准方程为( ) A.x 24-y 212=1 B.x 27-y 29=1 C.x 28-y 28=1 D.x 212-y 24=1 答案 A解析 因为渐近线y =ba x 与直线x =a 交于点A (a ,b ),c =4且(4-a )2+b 2=4,解得a 2=4,b 2=12,因此双曲线的标准方程为x 24-y 212=1. 4.经过点P (-3,27)和点Q (-62,-7)的双曲线方程为________. 答案 y 225-x 275=1解析 设双曲线方程为mx 2-ny 2=1(mn >0),∴⎩⎪⎨⎪⎧9m -28n =1,72m -49n =1,解得⎩⎨⎧m =-175,n =-125,∴双曲线方程为y 225-x 275=1.思维升华 求双曲线的标准方程的方法(1)定义法:由题目条件判断出动点轨迹是双曲线,由双曲线定义,确定2a ,2b 或2c ,从而求出a 2,b 2,写出双曲线方程.(2)待定系数法:先确定焦点在x 轴还是y 轴,设出标准方程,再由条件确定a 2,b 2的值,即“先定型,再定量”,如果焦点位置不好确定,可将双曲线方程设为x 2m 2-y 2n 2=λ(λ≠0),再根据条件求λ的值.注意 ①双曲线与椭圆标准方程均可记为mx 2+ny 2=1(mn ≠0),其中当m >0,n >0,且m ≠n 时表示椭圆;当mn <0时表示双曲线,合理使用这种形式可避免讨论. ②常见双曲线设法(i)已知a =b 的双曲线可设为x 2-y 2=λ(λ≠0); (ii)已知过两点的双曲线可设为Ax 2-By 2=1(AB >0);(iii)已知渐近线为x m ±y n =0的双曲线方程可设为x 2m 2-y 2n2=λ(λ≠0).双曲线的几何性质命题点1 渐近线例2 (1)已知双曲线9y 2-m 2x 2=1(m >0)的一个顶点到它的一条渐近线的距离为15,则m 等于( )A .1B .2C .3D .4 答案 D解析 由已知,取顶点⎝⎛⎭⎫0,13,渐近线3y -mx =0,则顶点到渐近线的距离为132+m 2=15,解得m =4.(2)(2019·江苏)在平面直角坐标系xOy 中,若双曲线x 2-y 2b 2=1(b >0)经过点(3,4),则该双曲线的渐近线方程是____________. 答案 y =±2x 解析 因为双曲线x 2-y 2b 2=1(b >0)经过点(3,4),所以9-16b2=1,得b =2,所以该双曲线的渐近线方程是y =±2x . 命题点2 离心率例3 (1)(2019·浙江)渐近线方程为x ±y =0的双曲线的离心率是( ) A.22B .1 C. 2 D .2 答案 C解析 因为双曲线的渐近线方程为x ±y =0,所以无论双曲线的焦点在x 轴上还是在y 轴上,都满足a =b ,所以c =2a ,所以双曲线的离心率e =ca= 2.(2)(2019·唐山模拟)设双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >b >0)的两条渐近线的夹角为α,且cos α=13,则C 的离心率为( ) A.52 B.62 C.72D .2 答案 B解析 ∵a >b >0,∴渐近线y =ba x 的斜率小于1,∵两条渐近线的夹角为α,cos α=13.∴cos 2α2=23,sin 2α2=13,tan 2α2=12,∴b 2a 2=12,∴c 2-a 2a 2=12, ∴e 2=32,∴e =62.(3)(2019·全国Ⅰ)双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线的倾斜角为130°,则C 的离心率为( ) A .2sin 40° B .2cos 40° C.1sin 50° D.1cos 50°答案 D解析 由题意可得-ba =tan 130°,所以e =1+b 2a2=1+tan 2130°=1+sin 2130°cos 2130° =1|cos 130°|=1cos 50°.(4)(2019·全国Ⅱ)设F 为双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点,O 为坐标原点,以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2交于P ,Q 两点.若|PQ |=|OF |,则C 的离心率为( ) A. 2 B. 3 C .2 D. 5 答案 A解析 如图,由题意知,以OF 为直径的圆的方程为⎝⎛⎭⎫x -c 22+y 2=c24,①将x 2+y 2=a 2,② ①-②得x =a 2c,则以OF 为直径的圆与圆x 2+y 2=a 2的相交弦所在直线的方程为x =a 2c,所以|PQ |=2a 2-⎝⎛⎭⎫a 2c 2. 由|PQ |=|OF |,得2a 2-⎝⎛⎭⎫a 2c 2=c , 整理得c 4-4a 2c 2+4a 4=0,即e 4-4e 2+4=0,解得e =2,故选A. 思维升华 求双曲线的离心率 (1)求双曲线的离心率或其范围的方法①求a ,b ,c 的值,由c 2a 2=a 2+b 2a 2=1+b 2a2直接求e .②列出含有a ,b ,c 的等式(或不等式),借助于b 2=c 2-a 2消去b ,然后转化成关于e 的方程(或不等式)求解.(2)焦点在x 轴上的双曲线的渐近线的斜率k 与离心率e 的关系:k =ba =c 2-a 2a =c 2a 2-1=e 2-1.跟踪训练2 (1)(2019·汉中模拟)若双曲线x 2-y 2m 2=1(m >0)的焦点到渐近线的距离是4,则m 的值是( )A .2 B. 2 C .1 D .4 答案 D 解析 双曲线x 2-y 2m 2=1(m >0)的焦点设为(c ,0), 当双曲线方程为x 2a 2-y 2b2=1时,渐近线方程设为bx -ay =0,可得焦点到渐近线的距离 d =|bc |b 2+a 2=b , 故由题意可得b =m =4.(2)(2019·安徽江淮十校模拟)已知点(1,2)是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上一点,则其离心率的取值范围是( ) A.()1,5 B.⎝⎛⎭⎫1,52 C.()5,+∞ D.⎝⎛⎭⎫52,+∞ 答案 C解析 已知点(1,2)是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上一点,得1a 2-4b 2=1,即b 2a 2=b 2+4, 所以e =ca=1+b 2a2=b 2+5>5,所以e > 5. (3)(2019·天津)已知抛物线y 2=4x的焦点为F ,准线为l .若l 与双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的两条渐近线分别交于点A 和点B ,且|AB |=4|OF |(O 为原点),则双曲线的离心率为( )A. 2B. 3 C .2 D. 5答案 D解析 由题意,可得F (1,0),直线l 的方程为x =-1,双曲线的渐近线方程为y =±b ax .将x =-1代入y =±b a x ,得y =±b a ,所以点A ,B 的纵坐标的绝对值均为b a .由|AB |=4|OF |可得2b a=4,即b =2a ,b 2=4a 2,故双曲线的离心率e =c a =a 2+b 2a 2= 5.。
最新曲线和方程优秀教案
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1《曲线和方程》教案2【课题】曲线和方程3【教材】人教版普通高中课程标准实验教科书——数学选修2-14【教学目标】5◆知识目标:61、了解曲线上的点与方程的解之间的一一对应关系;72、初步领会“曲线的方程”与“方程的曲线”的概念;83、学会根据已有的情景资料找规律,进而分析、判断、归纳结论;94、强化“形”与“数”一致并相互转化的思想方法。
10◆能力目标:1、通过直线方程的引入,加强学生对方程的解和曲线上的点的一一对应关系1112的认识;132、在形成曲线和方程的概念的教学中,学生经历观察、分析、讨论等数学活动过程,探索出结论,并能有条理的阐述自己的观点;14153、能用所学知识理解新的概念,并能运用概念解决实际问题,从中体会转化16化归的思想方法,提高思维品质,发展应用意识;17◆情感目标:181、通过概念的引入,让学生感受从特殊到一般的认知规律;192、通过反例辨析和问题解决,培养合作交流、独立思考等良好的个性品质,以及勇于批判、敢于创新的科学精神。
2021【教学重点】“曲线的方程”与“方程的曲线”的概念22【教学难点】怎样利用定义验证曲线是方程的曲线,方程是曲线的方程23【教学方法】问题探索和启发引导式相结合24【教具准备】多媒体教学设备25【教学过程】一、感性认识阶段——以旧带新,提出课题2627师:在本节课之前,我们研究过直线的各种方程,建立了二元一次方程与直线的对应28关系:在平面直角坐标系中,任何一条直线都可以用一个二元一次方程表示,同时任何29一个二元一次方程也表示着一条直线。
下面看一个具体的例子:30(出示幻灯片2)幻灯片231借助多媒体让学生直观上深刻体会如下结论:3233(出示幻灯片3)3435(出示幻灯片4,引导学生类比、推广并思考相关问题)3637师:以上问题就是本节课研究的内容:曲线和方程(板书课题)。
38幻灯片4类比:推广:幻灯片31、直线上的点的坐标都是方程的解;2、以这个方程的解为坐标的点都在直线上。
2023数学新高考2卷21题另解
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2023数学新高考2卷21题另解21. 已知双曲线C 的中心为坐标原点,左焦点为()- (1)求C 的方程;(2)记C 的左、右顶点分别为1A ,2A ,过点()4,0-的直线与C 的左支交于M ,N 两点,M 在第二象限,直线1MA 与2NA 交于点P .证明:点P 在定直线上. 【答案】(1)221416x y -= (2)证明见解析.【解析】【分析】(1)由题意求得,a b 的值即可确定双曲线方程;(2)设出直线方程,与双曲线方程联立,然后由点的坐标分别写出直线1MA 与2NA 的方程,联立直线方程,消去y ,结合韦达定理计算可得2123x x +=--,即交点的横坐标为定值,据此可证得点P 在定直线=1x -上.【小问1详解】设双曲线方程为()222210,0x y a b a b-=>>,由焦点坐标可知c =则由c e a==可得2a =,4b ==, 双曲线方程221416x y -=. 【小问2详解】由(1)可得()()122,0,2,0A A -,设()()1122,,,M x y N x y ,显然直线的斜率不为0,所以设直线MN 的方程为4x my =-,且1122m -<<, 与221416x y -=联立可得()224132480m y my --+=,且264(43)0m ∆=+>, 则1212223248,4141m y y y y m m +==--,直线1MA 的方程为()1122y y x x =++,直线2NA 的方程为()2222y y x x =--, 联立直线1MA 与直线2NA 的方程可得:()()()()()2121121211212121222222266y x y my my y y y y x x y x y my my y y +--+++==--=-- 112221122483216222141414148483664141m m m y y m m m m m y y m m -⋅-⋅++---===-⨯----, 由2123x x +=--可得=1x -,即1P x =-, 据此可得点P 在定直线=1x -上运动.【点睛】关键点点睛:求双曲线方程的定直线问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中根据设而不求的思想,利用韦达定理得到根与系数的关系可以简化运算,是解题的关键.。
proe曲线方程大全
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1.碟形弹簧圓柱坐标r = 5theta = t*3600z =(sin(3.5*theta-90))+24*t 2.葉形线笛卡儿坐標标a=10x=3*a*t/(1+(t^3))y=3*a*(t^2)/(1+(t^3))3.螺旋线(Helical curve)圆柱坐标(cylindrical)r=ttheta=10+t*(20*360)z=t*34.蝴蝶曲线球坐标rho = 8 * ttheta = 360 * t * 4phi = -360 * t * 85.渐开线笛卡尔坐标系r=1ang=360*ts=2*pi*r*tx0=s*cos(ang)y0=s*sin(ang)x=x0+s*sin(ang)y=y0-s*cos(ang)z=06.螺旋线.笛卡儿坐标x = 4 * cos ( t *(5*360))y = 4 * sin ( t *(5*360))z = 10*t7.对数曲线笛卡尔坐标系z=0x = 10*ty = log(10*t+0.0001)8.球面螺旋线球坐标系rho=4theta=t*180phi=t*360*209.双弧外摆线卡迪尔坐标l=2.5b=2.5x=3*b*cos(t*360)+l*cos(3*t*360) Y=3*b*sin(t*360)+l*sin(3*t*360) 10.星行线卡迪尔坐标a=5x=a*(cos(t*360))^3y=a*(sin(t*360))^311.心脏线圓柱坐标a=10r=a*(1+cos(theta))theta=t*36012.圆内螺旋线柱座标系theta=t*360r=10+10*sin(6*theta)z=2*sin(6*theta)13.正弦曲线笛卡尔坐标系x=50*ty=10*sin(t*360)z=014.太阳线柱坐标r=1.5*cos(50*theta)+1theta=t*360z=015.费马曲线(有点像螺纹线)数学方程:r*r = a*a*theta圓柱坐标方程1: theta=360*t*5a=4r=a*sqrt(theta*180/pi)方程2: theta=360*t*5a=4r=-a*sqrt(theta*180/pi)由于Pro/e只能做连续的曲线,所以只能分两次做16.Talbot 曲线卡笛尔坐标theta=t*360a=1.1b=0.666c=sin(theta)f=1x = (a*a+f*f*c*c)*cos(theta)/ay = (a*a-2*f+f*f*c*c)*sin(theta)/b18.Rhodonea 曲线笛卡尔坐标系theta=t*360*4x=25+(10-6)*cos(theta)+10*cos((10/6-1)*theta) y=25+(10-6)*sin(theta)-6*sin((10/6-1)*theta) 19. 抛物线笛卡儿坐标x =(4 * t)y =(3 * t) + (5 * t ^2)z =020.螺旋线圓柱坐标r = 5theta = t*1800z =(cos(theta-90))+24*t21.三叶线圆柱坐标a=1theta=t*380b=sin(theta)r=a*cos(theta)*(4*b*b-1)22.外摆线迪卡尔坐标theta=t*720*5b=8a=5x=(a+b)*cos(theta)-b*cos((a/b+1)*theta) y=(a+b)*sin(theta)-b*sin((a/b+1)*theta) z=023. Lissajous 曲线theta=t*360a=1b=1c=100n=3x=a*sin(n*theta+c)y=b*sin(theta)24.长短幅圆内旋轮线卡笛尔坐标a=5b=7c=2.2theta=360*t*10x=(a-b)*cos(theta)+c*cos((a/b-1)*theta) y=(a-b)*sin(theta)-c*sin((a/b-1)*theta) 25.长短幅圆外旋轮线卡笛尔坐标theta=t*360*10a=5b=3c=5x=(a+b)*cos(theta)-c*cos((a/b+1)*theta) y=(a+b)*sin(theta)-c*sin((a/b+1)*theta) 26. 三尖瓣线a=10x = a*(2*cos(t*360)+cos(2*t*360))y = a*(2*sin(t*360)-sin(2*t*360))27.概率曲线!笛卡儿坐标x = t*10-5y = exp(0-x^2)28.箕舌线笛卡儿坐标系a = 1x = -5 + t*10y = 8*a^3/(x^2+4*a^2)29.阿基米德螺线柱坐标a=100theta = t*400r = a*theta30.对数螺线柱坐标theta = t*360*2.2a = 0.005r = exp(a*theta)31.蔓叶线笛卡儿坐标系a=10y=t*100-50solvex^3 = y^2*(2*a-x)for x32.tan曲线笛卡儿坐标系x = t*8.5 -4.25y = tan(x*20)33.双曲余弦x = 6*t-3y = (exp(x)+exp(0-x))/234.双曲正弦x = 6*t-3y = (exp(x)-exp(0-x))/235.双曲正切x = 6*t-3y = (exp(x)-exp(0-x))/(exp(x)+exp(0-x)) 36.一峰三驻点曲线x = 3*t-1.5y=(x^2-1)^3+137.八字曲线x = 2 * cos ( t *(2*180))y = 2 * sin ( t *(5*360))z = 038.螺旋曲线r=t*(10*180)+1theta=10+t*(20*180)z=t39.圆x = cos ( t *(5*180))y = sin ( t *(5*180))z = 040.封闭球形环绕曲线rho=2theta=360*tphi=t*360*1041.柱坐标螺旋曲线x = 100*t * cos ( t *(5*180))y = 100*t * sin ( t *(5*180))z = 042.蛇形曲线x = 2 * cos ( (t+1) *(2*180))y = 2 * sin ( t *(5*360))z = t*(t+1)43.8字形曲线柱坐标theta = t*360r=10+(8*sin(theta))^244.椭圆曲线笛卡尔坐标系a = 10b = 20theta = t*360x = a*cos(theta)y = b*sin(theta)45.梅花曲线柱坐标theta = t*360r=10+(3*sin(theta*2.5))^246.另一个花曲线theta = t*360r=10-(3*sin(theta*3))^2z=4*sin(theta*3)^247.改一下就成为空间感更强的花曲线了;) theta = t*360r=10-(3*sin(theta*3))^2z=(r*sin(theta*3))^248.螺旋上升的椭圆线a = 10b = 20theta = t*360*3x = a*cos(theta)y = b*sin(theta)z=t*1249.甚至这种螺旋花曲线theta = t*360*4r=10+(3*sin(theta*2.5))^2z = t*1650 鼓形线笛卡尔方程r=5+3.3*sin(t*180)+ttheta=t*360*10z=t*1051 长命锁曲线笛卡尔方程:a=1*t*359.5b=q2*t*360c=q3*t*360rr1=w1rr2=w2rr3=w3x=rr1*cos(a)+rr2*cos(b)+rr3*cos(c) y=rr1*sin(a)+rr2*sin(b)+rr3*sin(c) 52 簪形线球坐标rho=200*ttheta=900*tphi=t*90*1053.螺旋上升曲线r=t^10theta=t^3*360*6*3+t^3*360*3*3z=t^3*(t+1)54.蘑菇曲线球坐标rho=t^3+t*(t+1)theta=t*360phi=t^2*360*20*2055. 8字曲线a=1b=1x=3*b*cos(t*360)+a*cos(3*t*360) Y=b*sin(t*360)+a*sin(3*t*360) 56.梅花曲线theta=t*360r=100+50*cos(5*theta)z=2*cos(5*theta)57.桃形曲线rho=t^3+t*(t+1)theta=t*360phi=t^2*360*10*1058.碟形弹簧圓柱坐r = 5theta = t*3600z =(sin(3.5*theta-90))+2459 环形二次曲线笛卡儿方程:x=50*cos(t*360)y=50*sin(t*360)z=10*cos(t*360*8)60 蝶线球坐标:rho=4*sin(t*360)+6*cos(t*360^2) theta=t*360phi=log(1+t*360)*t*36061.正弦周弹簧笛卡尔:ang1=t*360ang2=t*360*20x=ang1*2*pi/360y=sin(ang1)*5+cos(ang2)z=sin(ang2)62.环形螺旋线笛卡尔:x=(50+10*sin(t*360*15))*cos(t*360) y=(50+10*sin(t*360*15))*sin(t*360) z=10*cos(t*360*5)63.内接弹簧笛卡尔:x=2*cos(t*360*10)+cos(t*180*10)y=2*sin(t*360*10)+sin(t*180*10)z=t*664.多变内接式弹簧笛卡尔:x=3*cos(t*360*8)-1.5*cos(t*480*8)y=3*sin(t*360*8)-1.5*sin(t*480*8)z=t*865.柱面正弦波线柱坐标r=30theta=t*360z=5*sin(5*theta-90)66.漩涡线球坐标:rho=t*20^2theta=t*log(30)*60phi=t*720067. 手把曲线笛卡尔:thta0=t*360thta1=t*360*6r0=400r1=40r=r0+r1*cos(thta1)x=r*cos(thta0)y=r1*sin(thta1)z=068.篮子圆柱坐标r=5+0.3*sin(t*180)+ttheta=t*360*30z=t*569. 圆柱齿轮齿廓的渐开线方程:笛卡尔坐标afa=60*tx=10*cos(afa)+pi*10*afa/180*sin(afa) x=10*sin(afa)-pi*10*afa/180*cos(afa) z=0注:afa为压力角,取值范围是0到60,10为基圆半径。
2020-2021学年北师大版数学选修2-1学案:3.4.1 曲线与方程 Word版含解析
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§4曲线与方程4.1曲线与方程授课提示:对应学生用书第46页一、方程的曲线与曲线的方程的意义一般地,在平面直角坐标系中,如果某曲线C(看作满足某种条件的点的集合或轨迹)上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:1.曲线上点的坐标都是这个方程的解;2.以这个方程的解为坐标的点都在曲线上.那么,这个方程叫作曲线的方程,这条曲线叫作方程的曲线.二、求曲线方程(直接法)的一般步骤1.建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标;2.写出适合条件的点M的集合P={M|p(M)};3.用坐标表示条件p(M),列出方程f(x,y)=0;4.化方程f(x,y)=0为最简形式;5.说明以化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上.一般地,步骤5可以省略不写,如有特殊情况,可以适当说明,另外也可以省略2,直接列出曲线方程.[疑难提示]对曲线与方程的理解曲线是满足条件的图形,方程是曲线的方程,包含对其中未知数的限制.[想一想]1.如果曲线C的方程是f(x,y)=0,那么点P(x0,y0)在曲线C上的充要条件是什么?提示:若点P在曲线C上,则f(x0,y0)=0;若f(x0,y0)=0,则点P在曲线C上,∴点P(x0,y0)在曲线C上的充要条件是f(x0,y0)=0.[练一练]2.设方程f(x,y)=0的解集非空,如果命题“坐标满足方程f(x,y)=0的点都在曲线C 上”是不正确的,则下列命题正确的是()A.坐标满足方程f(x,y)=0的点都不在曲线C上B.曲线C上的点的坐标都不满足方程f(x,y)=0C.坐标满足方程f(x,y)=0的点有些在曲线C上,有些不在曲线C上D.一定有不在曲线C上的点,其坐标满足f(x,y)=0解析:“坐标满足方程f (x ,y )=0的点都在曲线C 上”不正确,即“坐标满足方程f (x ,y )=0的点不都在曲线C 上”是正确的.“不都在”包括“都不在”和“有的在,有的不在”两种情况,故A 、C 错.B 显然错.答案:D授课提示:对应学生用书第47页探究一 曲线与方程的概念[典例1] 已知方程x 2+(y -1)2=10.(1)判断点P (1,-2),Q (2,3)是否在此方程表示的曲线上;(2)若点M (m 2,-m )在此方程表示的曲线上,求m 的值. [解析] (1)∵12+(-2-1)2=10,(2)2+(3-1)2=6≠10,∴点P (1,-2)在方程x 2+(y -1)2=10表示的曲线上,点Q (2,3)不在方程x 2+(y -1)2=10表示的曲线上.(2)∵点M (m 2,-m )在方程x 2+(y -1)2=10表示的曲线上,∴x =m 2,y =-m 适合上述方程,即(m 2)2+(-m -1)2=10,化简整理得5m 2+8m -36=0,解得m =2或m =-185, ∴m 的值为2或-185.“曲线的方程”和“方程的曲线”是以平面直角坐标系为平台的两个重要概念,两者必须同时具备以下两个条件:(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解;(2)以这个方程的解为坐标的点都在曲线上.也就是说,曲线C 是一个点集,以方程f (x ,y )=0的实数解为坐标的点的集合F ={(x ,y )|f (x ,y )=0},曲线和方程的概念中的两个条件可以表示为(1)C ⊆F ;(2)F ⊆C .由两个集合相等的概念知C =F .所以曲线和方程的概念中的两个条件实际上是两个集合相等,这是判断方程是否为所给曲线的方程,曲线是否为所给方程的曲线的标准.1.下列曲线(含直线)与方程能否建立“曲线的方程”和“方程的曲线”的关系?说明理由.(1)曲线C :过点A (2,0)且平行于y 轴的直线;方程f (x ,y )=0:|x |=2.(2)曲线C :到两坐标轴的距离的积等于1的点的集合;方程f (x ,y )=0:xy =1.解析:(1)过点A (2,0)且平行于y 轴的直线上的点的坐标x =2都是方程|x |=2的解;而以方程|x |=2的解为坐标的点不都在这条直线上.也就是说,曲线与方程只满足关系(1)而不满足关系(2),故该曲线C 的方程为x =2,方程|x |=2表示两条直线.(2)到两坐标轴的距离的积等于1的点的坐标不都是方程xy =1的解,如点(1,-1),而以方程xy =1的解为坐标的点都在曲线C 上.也就是说,曲线与方程只满足关系(2)而不满足关系(1),故该曲线C 的方程为xy =±1,方程xy =1表示位于一、三象限的双曲线.2.(1)判断点A (-4,3),B (-32,-4),C (5,25)是否在方程x 2+y 2=25(x ≤0)所表示的曲线上;(2)方程x 2(x 2-1)=y 2(y 2-1)所表示的曲线是C ,若点M (m ,2)与点N ⎝⎛⎭⎫32,n 在曲线C 上,求m ,n 的值.解析:(1)把点A (-4,3)的坐标代入方程x 2+y 2=25中,满足方程,且点A 的横坐标满足x ≤0,则点A 在方程x 2+y 2=25(x ≤0)所表示的曲线上;把点B (-32,-4)的坐标代入x 2+y 2=25, 因为(-32)2+(-4)2=34≠25,所以点B 不在方程x 2+y 2=25(x ≤0)所表示的曲线上;把点C (5,25)的坐标代入x 2+y 2=25,得(5)2+(25)2=25,满足方程,但因为横坐标5不满足x ≤0的条件,所以点C 不在方程x 2+y 2=25(x ≤0)所表示的曲线上.(2)因为点M (m ,2),N ⎝⎛⎭⎫32,n 在曲线C 上,所以它们的坐标都是方程的解,所以m 2(m 2-1)=2×1,34×⎝⎛⎭⎫-14=n 2(n 2-1),解得m =±2,n =±12或±32.探究二 根据方程研究曲线[典例2] 方程y =|x |x2所表示的图形是( )[解析] 方程y =|x |x 2=⎩⎨⎧ 1x ,x >0,-1x ,x <0,结合各选项的图形可得正确的图形为 B.[答案] B判断方程表示什么曲线的问题,一般的解题方法是对方程进行同解变形,此时可将方程视为函数,研究其定义域,从而把方程变形到易于判断或熟知的方程为止.对于复杂的方程,需进行因式分解,得到每个简单方程表示的曲线,此时,原方程表示的曲线即为上述各曲线.3.方程(2x +3y -1)(x -3-1)=0表示的曲线是( )A .两条直线B .两条射线C .两条线段D .一条直线和一条射线解析:由(2x +3y -1)(x -3-1)=0,得2x +3y -1=0(x ≥3)或x -3-1=0,即2x +3y -1=0(x ≥3)或x =4,所以方程(2x +3y -1)(x -3-1)=0表示的曲线是一条直线和一条射线.故选D.答案:D4.(1)方程(x +y -1)x -1=0表示什么曲线?(2)方程2x 2+y 2-4x +2y +3=0表示什么曲线?解析:(1)由方程(x +y -1)x -1=0可得:⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥0,x +y -1=0,或x -1=0, 即x +y -1=0(x ≥1)或x =1,∴方程表示直线x =1和射线x +y -1=0(x ≥1),(2)方程的左边配方得2(x -1)2+(y +1)2=0,而2(x -1)2≥0,(y +1)2≥0,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 2(x -1)2=0,(y +1)2=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-1, ∴方程表示的图形为点A (1,-1).探究三 求曲线的方程求曲线方程的常用方法—⎪⎪⎪⎪ —直接法—定义法—代入法—参数法5.已知A (0,4),点B 是曲线2x 2+1-y =0上任意一点,且M 是线段AB 的中点,求动点M 的轨迹方程.解析:设B (x 1,y 1),M (x ,y ),由M 是线段AB 的中点,得⎩⎨⎧x =x 12y =y 1+42,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1=2x y 1=2y -4. 又点B 在曲线2x 2+1-y =0上,∴2x 21+1-y 1=0,∴2×(2x )2+1-(2y -4)=0,即8x 2-2y +5=0,∴动点M 的轨迹方程是8x 2-2y +5=0.6.已知两圆C 1:(x -4)2+y 2=169,C 2:(x +4)2+y 2=9,动圆在⊙C 1的内部,且和⊙C 1内切,和⊙C 2外切,求动圆圆心的轨迹方程.解析:由已知可得圆C 1与C 2的圆心坐标分别为C 1(4,0),C 2(-4,0),其半径分别为r 1=13,r 2=3.设动圆的圆心为C ,其坐标为(x ,y ),动圆的半径为r .由于圆C 1与圆C 相内切,依据两圆内切的充要条件,可得|C 1C |=r 1-r .①由于圆C 2与圆C 相外切,依据两圆外切的充要条件,可得|C 2C |=r 2+r .②由①+②可得|CC 1|+|CC 2|=r 1+r 2=13+3=16,即点C 到两定点C 1与C 2的距离之和为16,且|C 1C 2|=8,可知动点C 的轨迹是以C 1与C 2为焦点的椭圆.由题意,得c =4,a =8,∴b 2=a 2-c 2=64-16=48.即动圆圆心的轨迹为焦点在x 轴上的椭圆,其方程为x 264+y 248=1. 7.已知A 为定点,线段BC 在定直线l 上滑动,|BC |=4,点A 到直线l 的距离为3,求△ABC 外心的轨迹方程.解析:建立平面直角坐标系,使x 轴与l 重合,点A 在y 轴上(如图所示),则A (0,3). 设△ABC 的外心为P (x ,y ),因为点P 在线段BC 的垂直平分线上,所以不妨令B (x +2,0),C (x -2,0).连接AP ,BP .因为点P 在线段AB 的垂直平分线上,所以|P A |=|PB |,即x 2+(y -3)2=22+y 2,化简得x 2-6y +5=0.于是△ABC 外心的轨迹方程为x 2-6y +5=0.8.A 为定点,线段BC 在定直线l 上滑动,已知|BC |=4,A 到l 的距离为3,求△ABC 的外心的轨迹方程.解析:解法一(直接法) 建立平面直角坐标系,使x 轴与l 重合,A 点在y 轴上(如图所示),则A (0,3).设外心P 的坐标为(x ,y ),∵P 在BC 的垂直平分线上,∴B (x +2,0),C (x -2,0).∵P 也在AB 的垂直平分线上,∴|P A |=|PB |,即x 2+(y -3)2=22+y 2,化简,得x 2-6y +5=0.即△ABC 的外心的轨迹方程为x 2-6y +5=0.解法二(参数法) 建立坐标系(同解法一),得A (0,3).设BC 边的垂直平分线的方程为x =t ,①则点B 的坐标为(t +2,0),于是AB 的中点是⎝⎛⎭⎫t +22,32,从而AB 的垂直平分线方程为y -32=t +23⎝⎛⎭⎫x -t +22.② 由①②式消去t ,得x 2-6y +5=0,即为所求.转化思想在求解有关轨迹方程问题中的应用[典例] 已知点Q (2,0)和圆x 2+y 2=1,动点M 到圆O 的切线长等于圆O 的半径与|MQ |的和,求动点M 的轨迹方程.[解析] 如图,过M 作圆的切线MN ,N 为切点,设M (x ,y ).由题意知|MN |=|MQ |+|ON |,由于|MN |=|OM |2-|ON |2=x 2+y 2-1, |MQ |= (x -2)2+y 2,|ON |=1, 所以x 2+y 2-1=(x -2)2+y 2+1两边平方整理得2x -3=(x -2)2+y 2,再两边平方整理得3x 2-y 2-8x +5=0.即:9⎝⎛⎭⎫x -432-3y 2=1.因为2x -3=(x -2)2+y 2中2x -3≥0,所以x ≥32.所以动点M 的轨迹方程为9⎝⎛⎭⎫x -432-3y 2=1⎝⎛⎭⎫x ≥32. [感悟提高] (1)对方程的化简及自变量的取值是重难点.(2)求曲线方程要注意两个等价:一是所列方程与题目要求是否等价;二是对方程化简变形是否等价.莘莘学子,最重要的就是不要去看远方模糊的,而要做手边清楚的事。
人教版选修21第二章双曲线双曲线的标准方程讲义
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案例(二)——精析精练课堂 合作 探究重点难点突破知识点一 双曲线的定义平面内与两个定点1F ,2F 的距离的差的绝对值等于常数(小于21F F 且不等于零)的点 的轨迹叫做双曲线,这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点的距离叫做双曲线的焦距。
注意 (1)在此定义中“常数要大于0且小于21F F ”这一限制条件十分重要,不可去 掉。
(2)如果定义中常数改为等于21F F ,此时动点轨迹是以1F 、2F 为端点的两条射线(包 括端点)。
(3)如果定义中常数为0,此时动点轨迹为线段1F 2F 的垂直平分线。
(4)如果定义中常数改为大于21F F ,此时动点轨迹不存在。
(5)若定义中“差的绝对值”中的“绝对值”去掉的话,点的轨迹成为双面线的一支。
(6)设()y x M ,为双曲线上的任意一点,若M 点在双曲线右支上,则()02,2121>=->a a MF MF MF MF ;若M 在双曲线的左支上,则a MF MF MF MF 2,2121-=-<,因此得a MF MF 221±=-,这是与椭圆不同的地方。
知识点二 双曲线的标准方程1.如何正确理解双曲线的标准方程的两种形式(1)通过比较两种不同类型的双曲线方程()0,12222>>=-b a by a x (焦点在x 轴上)和()0,12222>>=-b a b x a y (焦点在y 轴上),可以看出,如果2x 项的系数是正的,那么焦点就在 x 轴上;如果2y 项的系数是正的,那么焦点就在y 轴上。
对于双曲线,a 不一定大于b ,因此不能像椭圆那样通过比较分母的大小来判定焦点在哪一条 坐标轴上。
焦点在x 轴上的方程,只要将y x ,互换就能得到 焦点在y 轴上的方程。
(2)无论双曲线的焦点在哪个坐标轴上,标准方程中的c b a ,,三个量都满足222b ac +=所以c b a ,,恰好构成一个直角三角形的三边,且c 为斜边,如图所示。
(高考数学复习讲练21)曲线方程、圆的方程
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个性化教学辅导教案学科:数学 任课教师:叶雷 授课时间:2011 年 月 日(星期 ) : ~ : 姓名 年级性别教学课题 曲线与方程、圆的方程教学 目标 重点 难点 课前检查作业完成情况:优□ 良□ 中□ 差□ 建议_______________________________第 次课第 讲 曲线与方程、圆的方程知识点一:曲线与方程在直角坐标系中,当曲线C 和方程F(x ,y )=0满足如下关系时:①曲线C 上点的坐标都是方程F(x ,y)=0的解;②以方程F(x ,y )=0的解为坐标的点都在曲线C 上,则称曲线C 为方程F(x ,y )=0表示的曲线;方程F(x ,y )=0是曲线C 表示的方程.注:⑴如果曲线C 的方程是F (x ,y )=0,那么点P 0(x 0 ,y 0)在曲线C 上的充要条件是F (x 0 ,y 0)=0;⑵解析几何研究的内容就是给定曲线C ,如何求出它所对应的方程,并根据方程的理论研究曲线的几何性质。
其特征是以数解形, 坐标法是几何问题代数化的重要方法; ⑶求曲线方程的步骤:建、设、现(限)、代、化.【例1】 点),(62t t M 适合方程3x y =是点M 在曲线3x y =上的 ( )(A)充分条件 (B)必要条件 (C)充要条件 (D)什么条件也不是【例2】 曲线C 1:x y x =+22与C 2:y xy =2的交点数是( ) (A)1个 (B) 2个 (C)3个 (D)4个【例3】 已知定点)0,1(-A ,)0,1(B ,点M 与A 、B 两点所在直线的斜率之积等于4-,则点M 的轨迹方程 是 。
【例4】 已知圆422=+y x 和两点A (0,4),B (4,0)当点P 在圆上运动时,求ABC ∆的重心的轨迹方程.【例5】 如图,圆1O 与圆2O 的半径都是1,124O O =. 过动点P 分别作圆1O 、圆2O 的切线PM PN ,(M N ,分别为切点),使得2PM PN =.试建立适当的坐标系,并求动点P 的轨迹方程.知识点二:圆的方程确定圆的方程需要有三个互相独立的条件。
曲线与方程、圆(2)最新版
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(3)经过点 P ( 5 , 1 ),圆心在点 C ( 8 , -3 ). ( x -8 ) 2 + ( y + 3 ) 2 = 25
例2 说出下列圆的圆心坐标和半径 (1) ( x -3 ) 2 + ( y + 2 ) 2 = 4. (2) ( x + 4 ) 2 + ( y -2 ) 2 = 7. (3) x 2 + ( y + 1 ) 2 = 16.
圆的标准方程
张家港市后塍高级中学 周明
一、知识回顾
圆的定义
集合表示 圆的方程
平面内与定点距
离等于定长的点 P={M| |MC|=r} (xa)2(yb)2r
的集合(轨迹)
My
C
Cr
C
O
x
圆心(a, b), 半径r
a
二、知识学习
圆心 ( a , b )
1、方程: (xa)2(yb)2r 半径 r
思考:过圆 ( x -a ) 2 + ( y -b ) 2 = r 2 上一点
M ( x o , y o ) 的切线方程为 __(_x_o__-__a_)_(_x_-__a__)_+__(_y_o_-__b__)_(_y_-__b__)_=__r_2__
总结
1、圆的定义:_与_定__点__的__距_离__等__于__定_长__的__点__的_轨__迹__ 2、圆的标准方程:_(_x__-__a_)_2_+__(_y__-__b_)_2_=__r_2_
2、圆的标准方程:( x -a ) 2 + ( y -b ) 2 = r 2
高中数学选修2-1:2.1.1 曲线与方程 (共29张PPT)
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圆锥曲线与方程
2.1.1
曲线与方程
知识回顾
直线与圆的方程的一般形式分别是
直线:Ax+By+C=0. (A、B不同时为0) 圆:x2+y2+Dx+Ey+F=0. (D2+E2-4F>0)
知识探 究
设曲线C表示直角坐标 系中平分第一、三象 限的直线.
y
O
M x
C 1.如果点M(x0,y0)是曲线C上任意 一点, 点M的坐标是方程x-y=0 ① 的解吗? 曲线C上的所有点的 坐标都满足方程①
y
C
O x
概念辨析
1.判断下列结论的正误并说明理由 (1)过点A(3,0)且垂直于x轴 对 的直线为x=3; (2)到x轴距离为2的点的轨迹方 错 程为y=2;|y|=2 (3)到两坐标轴距离乘积等于1 的点的轨迹方程为xy=1. 错 |xy|=1
概念辨析
2.判断图中曲线的方程是否正确 (1)曲线C为过点A(1,1),B(-1,1)的 折线,方程为(x-y)(x+y)=0;
则称:方程是曲线C的方程; 曲线C是方程的曲线. 两层意识,相互相承
孪 生
概念形成
即:曲线上所有点的集合与此曲线的 方程的解集能够一一对应
新知探究
1.求过原点且平分第一象限的射线的 方程. y C x-y=0(x≥0) x
O
新知探究
2. 方程(x-1)2+(y-2)2=9(x<0) 的曲线是什么?
作业:
P37练习:1,2,3.
2
y O 2
(4) x
y O
-1
x
(5)
典型例题
例2 写出下列曲线的方程: y (2) 已知三角形顶点 1 A(2,0)、B(0,1)、及 1 O x C(2,3),写出AB边的 中线CM的方程. (1)
高中数学 2.1曲线与方程课件 新人教B版选修2-1
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-1 -1
B
C
D
①表示 B ②表示 C ③表示 D
9
课堂练习3:
设圆M的方程为 (x
的方程为x+y-3=0,
点3)P2的 (坐y 标2为)2 (22,1),,直那线么l(
C
)
A.点P在直线上,但不在圆上
B.点P在圆上,但不在直线上;
C.点P既在圆上,也在直线上
D.点P既不在圆上,也不在直线上
练习4、如果曲线C上的点坐标(x,y)都是方程F(x,y)=0的解,那
曲线
坐标化曲线的方程0x迪卡尔研究
平面解析几何研究的主要问题是:
1.求曲线的方程; 2.通过方程研究曲线的性质. 19
求曲线的方程(轨迹方程),一般有下面几个步骤:
建.,.设.,.列.,.化.(.查漏除杂).
注意:“轨迹”、“方程”要区 分: (1)求轨迹方程,求得方程就可以了; (2)若是求轨迹,求得方程还不够,还应指出 方程所表示的曲线类型(定形、定位、定量)。
2
法二:若没有现成的结论怎么办 即 x+2y-7=0 11 ──需要掌握一般的方法
问题 1.设 A、B 两点的坐标是 (-1,-1)、(3,7),求线段 AB 的垂直平分线的方程.我们的目标就是要找x与y的关系式
解:设 M(x,y)是线段 AB 的垂直平分线上的任一点,
则 |MA|=|MB|
需要尝试、摸索
第二步,设(x0,y0)是f(x,y)=0的解,证明 点M (x0,y0)在曲线C上.
2.方程的曲线与曲线的方程的关系:
点 P (x0 , y0 ) 在方程的曲线 C 上点 P(x0 , y0 )
的坐标是曲线的方程 f (x, y) 0 的解.
21曲线参数方程的概念及圆的参数方程
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x 100t, 1 2 2 ( g=9.8m/s ) y 5 0 0 g t . 2 令 y 0, 得 t 1 0 .1 0. s
o
所 以 , 飞 行 员 在 离 救 援 点 的 水 平 距 离 约 为 1 0 1 0 m 时 投 放 物 资 , 可 以 使 其 准 确 落 在 指 定 位 置 .
关于参数几点说明: 参数是联系变数x,y的桥梁, 1. 参数方程中参数可以是有物理意义, 几何意义, 也可以没有明 显意义。 2. 2.同一曲线选取参数不同, 曲线参数方程形式也不一样 3. 3.在实际问题中要确定参数的取值范围
变式:
t x 3, 例1: 已知曲线C的参数方程是 (t为 参 数 ) 2 t 1 . y 2
提示: 即求飞行员在离救援点的水平距离 多远时,开始投放物资?
投放点
?
救援点
1、参数方程的概念:
如图,一架救援飞机在离灾区地面500m高处以100m/s 的速度作水平直线飞行. 为使投放救援物资准确落于灾 区指定的地面(不记空气阻力),飞行员应如何确定投放 时机呢?
物资投出机舱后,它的运动由下列两种运动合成: (1)沿ox作初速为100m/s的匀速直线运动; (2)沿oy反方向作自由落体运动。
x
代 入 x 1 0 0 t , 得 x 1 0 1 0 m .
1、参数方程的概念:
一般地, 在平面直角坐标系中,如果曲线上任意一点的 坐标x, y都是某个变数t的函数 x f ( t ) , (2) y g ( t ) . 并且对于t的每一个允许值, 由方程组(2) 所确定的点 M(x,y)都在这条曲线上, 那么方程(2) 就叫做这条曲线的 参数方程, 联系变数x,y的变数t叫做参变数, 简称参数. 相对于参数方程而言,直接给出点的坐标间关系 的方程叫做普通方程。
最新8-曲线与方程
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8-曲线与方程第二章圆锥曲线与方程2.1 曲线与方程2.1.1曲线与方程教材分析曲线与方程是人教A版高中数学选修2-1第二章“圆锥曲线与方程”第一节的内容,这一节具有承上启下的作用,在前面必修2部分已经学习了“直线的方程”、“圆的方程”.曲线与方程是它们的上位概念,学生的学习是上位学习.在已有学习的基础上,进行由“特殊”到“一般”的进一步抽象提升,引出一般意义上曲线与方程的关系,体验“数”与“形”的转化与结合,领会解析几何的基本思想方法——坐标法.同时介绍“求曲线的方程”的通法,为后续学习圆锥曲线等储备理论基础.课时分配本课时是曲线与方程的第一课时,主要解决的是曲线与方程的关系和曲线方程与方程曲线的概念,为下一步用方程研究曲线的性质做好铺垫.教学目标重点: 通过理解方程的解与曲线上的点一一对应的关系,理解曲线的方程、方程的曲线的概念;体会解析几何的核心思想方法——坐标法.难点:由特殊的“直线与圆”的方程,抽象出一般的曲线与方程的概念.知识点:能说出曲线的方程和方程的曲线的概念的定义,并结合具体例子对定义进行解释.可以求出简单曲线的方程,画出简单方程的曲线.能力点:用合适的方式解释曲线的方程的作用,说明解析法的价值.教育点:结合直线、圆或者其他图形的方程的研究过程,解释求一般的曲线方程的步骤和过程.自主探究点:把自己在理解或解决曲线的方程和方程的曲线问题过程中的经验、困难或者教训与老师和同学交流,获得更好的理解和方法的改进.考试点:把曲线(图形)看成点运动的结果,把对一个整体图形的研究变为对图上任意点的特点的研究.易错易混点:自觉按照规范的步骤分析解决相关问题,说明中的自变量范围的界定.拓展点:链接高考.教具准备实物投影机和粉笔课堂模式诱思探究一、创设情境师:在必修2关于几何问题的学习中,我们讨论的对象是直线和圆,然而直线和圆我们在初中都做了非常系统、深入的研究,那么,与初中相比,高中主要做的应该是什么呢?生:用解析的方法,用方程来研究.师:那么借助直线或圆的方程我们都研究过哪些问题了?生:直线的位置关系(如平行、相交、重合),直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系……老师在学生回答的基础上从如下几个方面做总结提升:第一,对比初、高中对直线和圆的研究,我们发现,研究的问题都是相似的,但是研究的方法不同.初中是借助平面几何图形复杂的推理论证解决问题,而高中是利用方程,凭借几条简单的数的运算法则解决问题的.第二,在今后的学习中,我们会发现方程的作用很强大,利用方程我们可以研究更多的几何图形(曲线),对几何图形的认识会更加深入、更加细致.师:本节课,我们将继续研究一般曲线与方程的关系,进一步体会曲线、方程两个不同领域的对象是怎样结合在一起的.【设计意图】从学生的认知基础出发,讨论初中、高中在研究直线、圆两个几何对象的异同点.高中主要是对这些几何对象和它们间的关系用代数的、主要是方程的方法、方程的语言做了重新的描述,于是,这些几何对象、几何关系就成为了代数的对象、代数的关系,实现了几何问题代数化.把借助形象、综合的几何性质进行推理的问题变成了代数运算问题(机械化,借助于几条稳定的而可靠的运算性质得到更为丰富的结论),对对象的认识更加准确. 进一步激发学生对一般曲线与方程关系的研究兴趣.二、探究新知先请学生独立解决如下几个问题:例1 写出下列曲线的方程⑴第一、三象限角分线⑵圆()4122=+-y x 关于y 轴的对称图形 ⑶设动点M 与两条坐标轴的距离的积是1,求动点M 的轨迹方程.例2 写出下列曲线的方程-22yxo -22学生独立解决的过程中教师进行巡视、观察,了解学生在解决问题过程中的智慧与困难,然后组织学生将自己的想法和困惑在全班交流.师:大家觉得这些题目哪个最熟悉,解决起来很容易?生:例1中前两个题目.师:哪些题目看似熟悉,但又与我们之前学习的曲线不太一样?生:例2的题目.师:哪个解决起来最困难?生:例1(3).【设计意图】学生会根据自己对题目的熟悉程度,将问题分类,这些问题有旧有新,通过组织学生交流反思,引导学生不断认识自己的发展.(1)对熟悉的曲线如何求出方程师:好,那我们从大家认为最简单的问题说起.例1(1)的方程是什么?生1:x y =师:这个方程怎么得到的?生1:第一、三象限角分线是直线,倾斜角是45︒, 所以斜率是1.师:只有斜率就确定直线了?生1:直线过原点.师:很好,她发现角平分线是一条直线,确定直线需要两个要素(一点一斜率或两点),她抓住了一点一斜率,确定了直线的方程.例1(2)的方程是什么?生2:()4122=++y x . 师:这个方程怎么得到的?生2:由已知圆的方程求出圆心和半径,再根据对称性求出所求圆的圆心坐标为()0,1-,半径不变.师:好,圆()4122=++y x 关于y 轴的对称图形还是圆,他抓住了确定圆的两个要素:圆心和半径得到了对称后圆的方程.师:大家为什么觉得这两个题目比较简单,容易写出方程?生:图形比较明确,就是熟悉的直线和圆.师:对于我们熟悉的曲线(如直线、圆),找到确定这些几何对象的要素(直线:一点一斜率;圆:圆心、半径)利用待定系数的方法就可以直接写出方程了.(2)对看似熟悉,但不“完整”的曲线如何求出方程师:哪些题目看似熟悉,但又与我们之前学习的曲线不太一样?生:例2的题目.师:好,那我们把大家的答案一起交流一下.例2(1)的方程是什么?生3:)0(1≠=y x .师:为什么要加一个限制条件?生3:因为图像与x 轴的交点被抠掉了.在方程中就要把0,1==y x 这个解去掉.师:如果不加限制,这个方程所表示的曲线是什么?生3:垂直于x 轴的整条直线!师:例2(2)的方程是什么?生4:)10(01≤≤=-+x y x .师:为什么要加这个范围?生4:图形是线段,是直线的一部分.在方程中就要给x 加限制.师:能不能不给x 加限制,只给y 加限制?如10≤≤y .生:可以,它们是一一对应的.师:我也看到有的同学把限制条件写成0≥x 或1≤x ,这样可以吗?生:不行,这样方程代表的是射线不是线段.师 :例2(3)的方程是什么?生:)10,10(122≤≤≤≤=+y x y x .师:为什么刚才只给一个变量加以限制,现在要加两个?生:一个x 对应两个y .师:如果不给y 加限制,即)10(122≤≤=+x y x ,那么这个方程表示的曲线是什么? 生:左半个圆.师:很好.通过这个例子我们看到仅仅使得曲线上点的坐标都满足方程,会出现方程的解不在曲线上的情况,所以就要对方程中的变量加以限制,使得方程的解所对应的点都在曲线上.才能说得到的方程是这个曲线的方程.由此,得出本节课的核心概念——曲线的方程、方程的曲线.并通过板书说明这一概念的本质是曲线上的点与方程的解之间的一一对应的关系.曲线与方程可以看作是同一事物的两种不同的表现形式,曲线的方程是曲线的代数形式,方程的曲线是方程的几何形式,曲线的性质可以在方程中体现出来,方程的性质也可以通过曲线反映出来.【设计意图】求曲线的方程,学生在直线与圆的部分已有学习经验,但是由于此前都是能够直接从几何性质出发通过代数推理得到不需要考虑x ,y 范围的方程问题,也就是对于直观的几何性质全部代数化的认识还不系统,比如,线段与直线的区别表现在方程中就是变量的取值范围,这就导致学生认识到说明“得到的方程的解与曲线上的点一一对应”的必要性,而这恰是本节课的教学重点,也即形成“曲线的方程和方程的曲线的概念”,因此,这里通过设计可能暴露学生认识缺陷的问题,通过对话澄清、强化概念.(3)对不熟悉的曲线,如何求出方程例1(3):设动点M 与两条坐标轴的距离的积是1,求动点M 的轨迹方程.师:大家为什么认为这个问题比较难解决?生:不知道图形是什么样.曲线的方师:对于这个曲线,我们仅凭题目中对它几何特征的描述,很难想象出它的图像,这时就体现出解析几何的好处了,我们可以先建立这个曲线的方程,然后利用方程来研究这个曲线.对于我们不熟悉的曲线,怎样获得它的方程呢?(可类比圆的方程的获得过程)生5:在曲线上任取一点()y x ,,则它方程为1=xy .生6:应该是1=⋅y x ,或1±=xy ,或()01≠±=x xy 师:为什么加绝对值了?生:是距离的乘积.师:很好,在写方程时我们要将几何条件全部代数化,要注意题目中的关键信息——距离.另外,用不用给x 加限制条件?生7:不用,0=x 的点不在曲线上.师:很好.0≠x 这个条件已经隐含在方程中了,就不用加这个限制条件了.教师引导学生回顾获得方程的思路,归纳得出:对于我们不熟悉的曲线,可以类比圆的方程的获得过程:把曲线看成点的集合,把静态的点集的问题变成了一个动点问题,再借助化动为静;通过直角坐标系把点变成了数对,把点满足的几何关系变成表示点的两个数(变数)间的代数关系,即得到方程.师:得到的这个方程一定是该曲线的方程吗?生:不行,还要“回得去”.【设计意图】有了之前对曲线与方程概念的剖析,学生马上意识到,应该对方程加以检验.生7: 设点1M 的坐标),(11y x 是方程1=⋅y x 的解,则111=⋅y x ,而1x 、1y 正是点1M 到纵轴、横轴的距离,因此点1M 到这两条直线的距离的积是1,点1M 是曲线上的点. 师:很好.这样我们就从两个方面验证了方程1=⋅y x 就是该曲线的方程.【设计意图】通过三类难易程度不同的求曲线方程的问题,让学生从已有经验出发,逐步寻求获得曲线方程的方法,并通过与学生对话、交流,进一步提升学生对曲线的方程、方程的曲线的认识,并归纳总结出如下结论:第一,对于我们熟悉的曲线(如直线、圆),找到确定这些几何对象的要素(直线:一点一斜率;圆:圆心、半径)用待定系数法直接写出方程;第二,对于我们不熟悉的曲线(如(3)),可以类比圆的方程的获得过程:把曲线看成点的集合,通过直角坐标系把点变成了数对,把点满足的几何关系变成表示点的两个数(变数)间的代数关系,即得到方程.第三,有时候会发现,仅仅考虑代数推理的结果得到的方程与原曲线不一致,会出现方程的解不再曲线上的情况,因此,需要坐一下验证,要想说明得到的方程是该曲线的方程,必须满足两个条件:曲线上点的坐标都满足方程;方程的解所对应的点都在曲线上.三、理解新知由方程研究曲线师:得到方程,并不是解析几何最终的目的,我们是希望借助方程来研究与之对应的曲线.那么,通过方程1=⋅y x ,你能不能“看出”几何图形?生8:方程1=⋅y x 就是方程1±=xy ,曲线是两个反比例函数的图像.师:非常好!大家利用我们熟悉的函数图像,“看出了”几何图形.但是,如果得到的方程不是我们熟悉的函数,怎么借助方程研究曲线呢?生9:描点.师:很好,描点法是我们画图像的常用方法,它体现了方程的曲线这一概念的本质.我们先从方程中取几组解,这样就对应了几个点,将这些点连接起来就是方程的曲线.但是描点前应该对曲线的性质有一定的了解,比如:曲线的范围、对称性能否从方程中获得?生10:由方程1x y ⋅=可知0x ≠且0y ≠,因此方程的曲线与两坐标轴的没有交点.生11: 以x-代替x,方程未改变,因此方程的图象关于y轴对称,同理也关于x轴、原点对称.在学生讨论的基础上,总结:第一,获得了曲线的方程后,有时候相关的代数知识(包括函数)帮助我们“看出”几何图形的样子(例如1x y⋅=),我们就有了更多研究几何的工具.第二,关于方程的曲线,我们已经非常熟悉的函数的图像相信已经让我们认识到了借助图像更加直观、形象地认识函数所刻画的对象的规律的价值.五、课堂小结首先请学生谈谈本节课的收获与体会,解决问题过程中感受到的经验或者困难,师生一起总结:第一,知识与技能方面:我们学习了曲线的方程、方程的曲线的概念,这个概念的本质就是曲线上的点与方程的解存在一一对应的关系.所以今后在求曲线的方程时要有意识地从这两个方面加以验证,养成检验的习惯.第二,思想方法方面:获得曲线的方程的方法就是将曲线视为点的集合,并将点所满足的条件用点的横、纵坐标之间的关系来表示,就得到了方程.这一过程体现了数形结合的思想方法.连接几何与代数的桥梁就是平面直角坐标系.第三,情感态度价值观方面:从对例1(3)的问题解决中可以看出解析法的价值,对不熟悉的曲线可以先建立它的方程,利用方程进一步研究曲线,真正实现了数与形和谐统一的内在美(几何对称与代数对称;从点与数对一一对应到曲线与方程一一对应等).所以伟大的无产阶级领袖恩格斯评价解析几何是“数学史上的转折点”之一.六、布置作业1、必做题:37.14, 1.P A T B T习题2组:组:2、选做题:精品好文档,推荐学习交流仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢11 丛书356,(2012P T 四川理科高考题21)七、反思提升1. 曲线上点的坐标都是方程的解;方程的解都是曲线上的点,那么这个方程就叫做曲线的方程,曲线叫做方程的曲线.学生对于这句话还是理解的,但是不清楚每句话的作用,也不太理解为什么要这样描述曲线的方程和方程的曲线,有比这更容易理解的描述为什么不用,比如:根据方程画出的图象就叫方程的曲线等.这主要是学生仅限于表面上的关系,就简避繁的习惯引起的,其实通过正例、反例的对照就可以让学生明白;通常直接法、定义法等求轨迹方程时,学生没有习惯验证一一对应,不能自觉地补点、抠点等等.教师应该引导学生将已知条件等价转化为所求方程,对于有些条件可以暂时不考虑,但是在求得方程之后要综合进行考虑这个条件的作用.曲线与方程是对应的,反过来曲线上扣去的点也是方程要去掉的解.2.本节课的亮点是能让学生全程参与建构概念,通过较为愉悦的课堂环境,使学生保持浓厚的学习兴趣.3.本节课的不足之处是由于给学生留下了较多的思考参与时间,练习相对少了点.八、板书设计。
第21讲 双曲线及其标准方程7种常见考法归类(原卷版)-新高二数学暑假自学课讲义
![第21讲 双曲线及其标准方程7种常见考法归类(原卷版)-新高二数学暑假自学课讲义](https://img.taocdn.com/s3/m/adfe15bd18e8b8f67c1cfad6195f312b3169eb9e.png)
第21讲双曲线及其标准方程7种常见考法归类1.了解双曲线的实际背景,感受双曲线在刻画现实世界和解决实际问题中的作用.2.了解双曲线的定义、几何图形和标准方程.知识点1双曲线的定义把平面内与两个定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于非零常数(小于|F 1F 2|)的点的轨迹叫做双曲线.这两个定点叫做双曲线的焦点,两焦点间的距离叫做双曲线的焦距.注:1、集合语言表达式双曲线就是下列点的集合:1212{|||||||2,02||}P M MF MF a a F F =-=<<.常数要小于两个定点的距离.2、对双曲线定义中限制条件的理解(1)当||MF 1|-|MF 2||=2a >|F 1F 2|时,M 的轨迹不存在.(2)当||MF 1|-|MF 2||=2a =|F 1F 2|时,M 的轨迹是分别以F 1,F 2为端点的两条射线.(3)当||MF 1|-|MF 2||=0,即|MF 1|=|MF 2|时,M 的轨迹是线段F 1F 2的垂直平分线.(4)若将定义中的绝对值去掉,其余条件不变,则动点的轨迹为双曲线的一支.具体是哪一支,取决于1||MF 与2||MF 的大小.①若12||||MF MF >,则12||||0MF MF ->,点M 的轨迹是靠近定点2F 的那一支;②若12||||MF MF <,则21||||0MF MF ->,点M 的轨迹是靠近定点1F 的那一支.知识点2双曲线的标准方程焦点在x 轴上焦点在y 轴上标准方程x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)图形焦点坐标F 1(-c,0),F 2(c,0)F 1(0,-c ),F 2(0,c )a ,b ,c 的关系c 2=a 2+b 2a 与b 没有大小关系注:1、双曲线的标准方程推导过程①观察我们画出的双曲线,发现它也具有对称性,而且直线F 1F 2是它的一条对称轴,所以以F 1,F 2所在直线为x 轴,线段F 1F 2的垂直平分线为y 轴,建立平面直角坐标系Oxy ,此时双曲线的焦点分别为F 1(-c ,0),F 2(c ,0),焦距为2c ,c >0.设P (x ,y )是双曲线上一点,则||PF 1|-|PF 2||=2a (a 为大于0的常数),因为|PF 1|=(x +c )2+y 2,|PF 2|=(x -c )2+y 2,所以(x +c )2+y 2-(x -c )2+y 2=±2a ,①类比椭圆标准方程的化简过程,化简①,得(c 2-a 2)x 2-a 2y 2=a 2(c 2-a 2),两边同除以a 2(c 2-a 2),得x 2a 2-y 2c 2-a 2=1.由双曲线的定义知,2c >2a ,即c >a ,所以c 2-a 2>0,类比椭圆标准方程的建立过程,令b 2=c 2-a 2,其中b >0,代入上式,得x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0).②设双曲线的焦点为F 1和F 2,焦距为2c ,而且双曲线上的动点P 满足||PF 1|-|PF 2||=2a ,其中c >a >0,以F 1,F 2所在直线为y 轴,线段12的垂直平分线为x 轴,建立平面直角坐标系,如图所示,此时,双曲线的标准方程是什么?【答案】y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0).2、巧记双曲线焦点位置与方程的关系两种双曲线22221x y a b -=,22221y x a b -=(0,0a b >>)的相同点是:它们的形状、大小都相同,都有0,0a b >>,222c a b =+;不同点是:两种双曲线的位置不同,它们的焦点坐标也不同.焦点跟着正项走,即若x 2项的系数为正,则焦点在x 轴上;若y 2项的系数为正,则焦点在y 轴上.3、共焦点双曲线的设法与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)有公共焦点的双曲线方程为x 2a 2+λ-y 2b 2-λ=1(-a 2<λ<b 2);与双曲线y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)有公共焦点的双曲线方程为y 2a 2+λ-x 2b 2-λ=1(-a 2<λ<b 2).知识点3双曲线的焦点三角形双曲线上的一点与两焦点所构成的三角形称为焦点三角形.解决焦点三角形问题常利用双曲线的定义和正弦定理、余弦定理.以双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 上一点P (x 0,y 0)(y 0≠0)和焦点F 1(-c,0),F 2(c,0)为顶点的△PF 1F 2中,若∠F 1PF 2=θ,则(1)双曲线的定义:aPF PF 2||||||21=-(2)余弦定理:221||F F =|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|·cos θ.(3)面积公式:S △PF 1F 2=12|PF 1||PF 2|·sin θ,重要结论:S △PF 1F 2=2tan2θb 推导过程:由余弦定理得|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2-2|PF 1||PF 2|·cos θ得2224||-|||-2||||(1cos 121c PF PF PF PF θ=+(|))2212442||||(1cos )c a PF PF θ=+-2122||||1cos b PF PF θ=-由三角形的面积公式可得S △PF 1F 2=121|PF ||PF |sin 2θ=222222sincos 12sin 22sin 21cos 1cos 2sin tan22b b b b θθθθθθθθ⋅⋅===--1、双曲线方程的辨识方法将双曲线的方程化为标准方程的形式,假如双曲线的方程为x 2m +y 2n=1,则当mn <0时,方程表示双曲>0,<0,则方程表示焦点在x <0,>0,则方程表示焦点在y 轴上的双曲线.2、求双曲线标准方程的步骤(1)定位:是指确定与坐标系的相对位置,在标准方程的前提下,确定焦点位于哪条坐标轴上,以确定方程的形式.(2)定量:是指确定a 2,b 2的数值,常由条件列方程组求解.3、双曲线标准方程的两种求法(1)定义法:根据双曲线的定义得到相应的a ,b ,c ,再写出双曲线的标准方程.(2)待定系数法:先设出双曲线的标准方程x 2a 2-y 2b 2=1或y 2a 2-x 2b 2=1(a ,b 均为正数),然后根据条件求出待定的系数代入方程即可.注:若焦点的位置不明确,应注意分类讨论,也可以设双曲线方程为mx 2+ny 2=1的形式,注意标明条件mn <0.4、双曲线的焦点三角形解题注意点在解决双曲线中与焦点有关的问题时,要注意定义中的条件||PF 1|-|PF 2||=2a 的应用;与三角形有关的问题要考虑正、余弦定理、勾股定理等.另外在运算中要注意一些变形技巧和整体代换思想的应用.5、利用双曲线解决实际问题的基本步骤如下:(1)建立适当的坐标系.(2)求出双曲线的标准方程.(3)根据双曲线的方程及定义解决实际应用问题(注意实际意义).考点一:双曲线定义的理解例1.(2023秋·高二课时练习)到两定点()13,0F -、()23,0F 的距离之差的绝对值等于6的点M 的轨迹()A .椭圆B .直线C .双曲线D .两条射线变式1.(2023秋·高二课时练习)平面内到两个定点12,F F 的距离之差的绝对值等于12F F 的点的轨迹是()A .双曲线B .两条射线C .一条线段D .一条直线变式2.(2023秋·高二课时练习)已知动点(),P x y 2=,则动点P 的轨迹是()A .双曲线B .双曲线左支C .双曲线右支D .一条射线变式3.(2023秋·高二课时练习)与圆221x y +=及圆228120x y x +-+=都外切的圆P 的圆心在()A .一个椭圆上B .一个圆上C .一条直线上D .双曲线的一支上变式4.(2023·全国·高三专题练习)已知曲线C :22194x y -=,点M 与曲线C 的焦点不重合.已知M 关于曲线C 的焦点的对称点分别为A ,B ,线段MN 的中点在曲线C 右支上,则AN BN -的值为______.考点二:双曲线标准方程的辨识例2.(2023秋·广东佛山·高三统考阶段练习)对于常数a ,b ,“0ab <”是“方程221ax by +=对应的曲线是双曲线”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件变式1.(2023·全国·高二专题练习)设()0,2πθ∈,则“方程22134sin x yθ+=表示双曲线”的必要不充分条件为()A .()0,πθ∈B .2,23πθπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭C .3ππ,2θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭D .π3π,22θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭变式2.(2023秋·高二课时练习)“0mn <”是“221mx ny +=为双曲线”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件变式3.(2023秋·北京·高二北京市第二十二中学校考期中)已知曲线C :221mx ny +=,则下列说法不正确的是()A .若0m n >>,则C 是椭圆,其焦点在y 轴上B .若0mn <,则C 是双曲线,其渐近线方程为y =C .若0m n =>,则CD .若0,0m n =>,则C 是两条直线变式4.(2023·全国·高三对口高考)若曲线22132x y k k+=+-表示双曲线,那么实数k 的取值范围是()A .()3,2-B .()(),32,-∞-⋃+∞C .()2,3-D .()(),23,-∞-⋃+∞变式5.(2023秋·高二课时练习)“1m >”是“方程2211x y m m -=-表示双曲线”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件变式6.(2023秋·高二课时练习)若R m ∈,则“5m <-”是“方程22155x y m m -=+-表示双曲线”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件变式7.(2023秋·高二课时练习)已知方程()()22111k x k y +-=-表示焦点在x 轴上的双曲线,则k 的取值范围为()A .11k -<<B .1k >C .1k <-D .1k >或1k <-变式8.(2023春·重庆北碚·高二西南大学附中校考阶段练习)已知{}22,4,3,2,1,1,2,3,4,1x y a b a b∈----+=表示焦点在y 轴上的双曲线有m 个,221x y ab+=表示焦点在x 轴上的椭圆有n 个,则m n +的值为()A .10B .14C .18D .22变式9.(2023秋·黑龙江哈尔滨·高二哈尔滨三中校考期末)设m 为实数,若方程22121x y m m +=--表示焦点在x 轴上的双曲线,则实数m 的取值范围是()A .322m <<B .312m <<C .>2m D .1m <变式10.(2023春·上海徐汇·高二上海市徐汇中学校考期中)方程222143x y λλ+=--表示焦距为线,则实数λ的值为()A .1B .-4或1C .-2或-4或1D .-2或1考点三:求双曲线的标准方程例3.(2023·全国·高三专题练习)已知P 是平面上的动点,且点P 与12(2,0),(2,0)F F -的距离之差的绝对值为P 的轨迹为曲线E .求曲线E 的方程;变式1.(2023春·四川德阳·高二德阳五中校考阶段练习)已知点()M ,)N,动点P 满足条件4PM PN -=.则动点P 的轨迹方程为()A .222(1x y x ≥-=B .2212x y x -=≤(C .221(2)4x y x -=≥D .221(2)4x y x -=≤-变式2.(2023春·广西南宁·高二校联考开学考试)设椭圆1C 的离心率为513,焦点在x 轴上且长轴长为26,若曲线2C 上的点到椭圆1C 的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线2C 的标准方程为()A .221169x y -=B .22116925x y -=C .221916x y -=D .221169144x y -=变式3.(2023秋·高二课时练习)已知双曲线过点()2,0-,且与椭圆224936x y +=有公共焦点,则双曲线的标准方程是()A .2214y x -=B .2214x y -=C .2214y x -=D .2214x y -=变式4.(2023·全国·校联考三模)若双曲线1C 与双曲线222:17x C y -=有相同的焦距,且1C 过点()3,1,则双曲线1C 的标准方程为()A .22162x y -=B 221C .22162x y -=221D .22162x y -=或2213x y -=变式5.(2023秋·浙江杭州·高二杭州市长河高级中学校考期末)已知双曲线22221x y a b-=经过点(A ,且与椭圆221259x y +=有相同的焦点,则双曲线的标准方程为()A .221142x y -=B .221133-=x y C .221106x y -=D .221124x y -=变式6.(2023春·河南洛阳·高二校联考阶段练习)已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的左、右焦点分别为12,F F ,12F F =P 在双曲线的右支上,若12PF PF b -=,则双曲线C 的方程为()A .2214y x -=B .221164x y -=C .2211664x y -=D .221416x y -=变式7.(2023·河南安阳·统考二模)已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,12F F =P 为C 上一点,1PF 的中点为Q ,2PF Q △为等边三角形,则双曲线C 的方程为().A .2212y x -=B .2212x y -=C .2222133x y -=D .223318y x -=考点四:双曲线的焦点三角形例4.(2023春·福建福州·高二校联考期中)设P 是双曲线2211620x y -=上一点,F 1,F 2分别是双曲线左、右两个焦点,若|PF 1|=9,则|PF 2|等于()A .1B .17C .1或17D .8变式1.(2023·四川达州·统考二模)设1F ,2F 是双曲线C :22143x y -=的左、右焦点,过2F 的直线与C 的右支交于P ,Q 两点,则11||F P F Q PQ +-=()A .5B .6C .8D .12变式2.(2023·全国·高三对口高考)设1F ,2F 分别是双曲线2214yx -=的左、右焦点.若点P 在双曲线上,且120PF PF ⋅=,则12PF PF += _________,12PF PF += _________;变式3.(2023春·四川遂宁·高二统考期末)设双曲线22143x y -=的左、右焦点分别为1F ,2F ,P 为双曲线右支上一点,且12||3||PF PF =,则12F PF ∠的大小为__________.变式4.(2023秋·高二课时练习)若12F F 、是双曲线2288x y -=的左、右焦点,点P 在该双曲线上,且12PF F △是等腰三角形,则12PF F △的周长是________.变式5.(2023春·上海徐汇·高二上海市徐汇中学校考期中)已知双曲线22149x y -=,1F 、2F 是其两个焦点,点M 在双曲线上,若1260F MF ∠=︒,则12F MF △的面积为______.变式6.(2023秋·高二课时练习)已知点F 1,F 2分别是双曲线221916x y -==1的左、右焦点,若点P 是双曲线左支上的点,且1232PF PF ⋅=,则△12F PF 的面积为____.变式7.(2023春·江西·高二临川一中校联考阶段练习)已知点12,F F 分别为双曲线22:145x y C -=的左、右焦点,过点1F 的直线l 交双曲线C 的右支第一象限于点P ,若12F PF △的内切圆的半径为1,则直线l 的斜率为()A .513B .512C .1D 变式8.【多选】(2023秋·高二课时练习)双曲线C 的方程为2212y x -=,左、右焦点分别为12,F F ,过点2F 作直线与双曲线C 的右半支交于点A ,B ,使得190F AB ∠=︒,则()A .21AF =B .点AC .直线AB或D .1ABF 1变式9.【多选】(2023秋·高二校考课时练习)已知点P 在双曲线221169x y -=上,12,F F 分别是左、右焦点,若12PF F △的面积为20,则下列判断正确的有()A .点P 到x 轴的距离为203B .12503PF PF +=C .12PF F △为钝角三角形D .123F PF π∠=变式10.【多选】(2023秋·云南·高三校联考阶段练习)已知1F ,2F 分别是双曲线C :22144x y -=的左、右焦点,P 是C 上一点,且位于第一象限,120PF PF ⋅= ,则()A .PB .12PF =C .12PF F △的周长为4D .12PF F △的面积为4考点五:双曲线定义的应用例5.(2023春·四川内江·高二威远中学校校考期中)已知F 是双曲线C :2218y x -=的右焦点,P是C 的左支上一点,(A ,则PA PF +的最小值为()A .5B .6C .7D .8变式1.(2023春·四川成都·高二校考阶段练习)已知()0,4A ,双曲线22145x y -=的左、右焦点分别为1F ,2F ,点P 是双曲线左支上一点,则2||PA PF +的最小值为()A .5B .7C .9D .11变式2.(2023·陕西西安·西安一中校联考模拟预测)设点P 是圆()2231x y +-=上的一动点,()0,2A ,()0,2B -,则PB PA -的最小值为().ABC .6D .12变式3.(2023春·宁夏石嘴山·高二平罗中学校考阶段练习)已知(7,3)A ,双曲线C :22145x y -=的左焦点为F ,P 是双曲线C 的右支上的动点,则||||PF PA -的最大值是()A .1-B .2CD .9变式4.(2023·全国·高三专题练习)设1F ,2F 为双曲线C :2213xy -=的左、右焦点,Q 为双曲线右支上一点,点P (0,2).当1QF PQ +取最小值时,2QF 的值为()ABC2-D2+变式5.(2023·青海玉树·统考模拟预测)已知1F ,2F 为双曲线22:142x y C -=的左、右焦点,点P 是C 的右支上的一点,则212PF PF 的最小值为()A .16B .18C.8+D.9变式6.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线22144x y C :-=的左焦点为F ,点P 是双曲线C 右支上的一点,点M是圆22:(1E x y +-=上的一点,则PF PM +的最小值为()A .5B.5+C .7D .8变式7.(2023·全国·高三专题练习)已知1F ,2F 分别是双曲线()222:10x C y a a-=>的左右焦点,且C 上存在点P 使得124PF PF =,则a 的取值范围是________.变式8.(2023·青海西宁·统考二模)设双曲线221916x y -=的左焦点为F ,点P 为双曲线右支上的一点,且PF与圆229x y +=相切于点N ,M 为线段PF 的中点,O 为坐标原点,则MN MO -=()A .-12B .-1C .-32D .-2考点六:双曲线的轨迹方程例6.(2023秋·高二课时练习)求下列动圆的圆心M 的轨迹方程:(1)与圆()221:21C x y +-=和圆()222:24C x y ++=都内切;(2)与圆()221:39++=C x y 内切,且与圆()222:31C x y -+=外切;(3)在ABC 中,()3,0B -,()3,0C ,直线AB ,AC 的斜率之积为169,求顶点A 的轨迹方程.变式1.(2023·全国·高三专题练习)已知圆M :2240x y x ++=上动点Q ,若()2,0N ,线段QN 的中垂线与直线QM 交点为P .求交点P 的轨迹C 的方程;变式2.(2023秋·湖北·高二赤壁一中校联考期末)已知圆22:(4)16M x y ++=,M 为圆心,P 为圆上任意一点,定点(4,0)A ,线段PA 的垂直平分线l 与直线PM 相交于点Q ,则当点P 在圆上运动时,点Q 的轨迹方程为()A .221(2)412x y x -=≤-B .221412x y -=C .221(1)3y x x -=≤-D .2213y x -=变式3.(2023·全国·高三对口高考)已知动圆P 过点()2,0N -,且与圆()22:28M x y -+=外切,则动圆P 圆心(),P x y 的轨迹方程为______.变式4.(2023·全国·高三专题练习)已知圆A :2229x y ++=(),圆B :2221x y -+=(),圆C 与圆A 、圆B 外切,求圆心C 的轨迹方程;E 变式5.(2023秋·天津北辰·ABC 的两个顶点A ,B 的坐标分别是(2,0)-、(2,0),且AC ,BC 所在直线的斜率之积等于2,则顶点C 的轨迹方程是()A .22148x y -=(2x ≠±)B .2212y x -=C .22148x y -=D .2212x y -=(2x ≠±)变式6.(2023·重庆沙坪坝·重庆南开中学校考模拟预测)已知双曲线2214y x -=与直线():2l y kx m k =+≠±有唯一的公共点M ,过点M 且与l 垂直的直线分别交x 轴、y 轴于()(),0,0,A x B y 两点.当点M 运动时,点(),P x y 的轨迹方程是()A .()22104x y y +=≠B .()22104x y y -=≠C .()224102525x y y +=≠D .()224102525x y y -=≠考点七:双曲线的实际应用例7.(2023·北京海淀·高三101中学校考阶段练习)地震预警是指在破坏性地震发生以后,在某些区域可以利用“电磁波”抢在“地震波”之前发出避险警报信息,以减小相关预警区域的灾害损失.根据Rydelek 和Pujol 提出的双台子台阵方法,在一次地震发生后,通过两个地震台站的位置和其接收到的信息,可以把震中的位置限制在双曲线的一支上,这两个地震台站的位置就是该双曲线的两个焦点.在一次地震预警中,两地震台A 站和B 站相距10km .根据它们收到的信息,可知震中到B 站与震中到A 站的距离之差为6km .据此可以判断,震中到地震台B 站的距离至少为()A .8km B .6km C .4kmD .2km 变式1.(2023春·江苏盐城·高二江苏省响水中学校考期中)单叶双曲面是最受设计师青睐的结构之一,它可以用直的钢梁建造,既能减少风的阻力,又能用最少的材料来维持结构的完整.如图1,俗称小蛮腰的广州塔位于中国广州市,它的外形就是单叶双曲面,可看成是双曲线的一部分绕其虚轴旋转所形成的曲面.某市计划建造类似于广州塔的地标建筑,此地标建筑的平面图形是双曲线,如图2,最细处的直径为100m ,楼底的直径为m ,楼顶直径为m ,最细处距楼底300m ,则该地标建筑的高为()A .350mB .375mC .400mD .450m变式2.(2023·福建泉州·校联考模拟预测)费马定理是几何光学中的一条重要原理,在数学中可以推导出圆锥曲线的一些光学性质.例如,点P 为双曲线(1F ,2F 为焦点)上一点,点P 处的切线平分12F PF ∠.已知双曲线C :22142x y -=,O 为坐标原点,l 是点2P ⎛ ⎝⎭处的切线,过左焦点1F 作l 的垂线,垂足为M ,则OM =______.1.已知方程22121x y m m -=++表示双曲线,求m 的取值范围.2.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>满足2b a =,且与椭圆221123x y +=有公共焦点,则双曲线C 的方程为()A .22145x y -=B .221810x y -=C .22154x y -=D .22143x y -=3.已知双曲线的两个焦点()10F ,)2F ,P 是双曲线上一点,且12PF PF ⊥,122PF PF ⋅=,则双曲线的标准方程是()A .22123x y -=B .22132x y -=C .2214y x -=D .2214x y -=4.设1F ,2F 为双曲线2214x y -=的两个焦点,点P 在双曲线上,且满足1290F PF ∠=︒,则12F PF △的面积为()A B .2CD .15.设P 为双曲线2214x y -=上一动点,O 为坐标原点,M 为线段OP 的中点,则点M 的轨迹方程为_____________.一、单选题1.(2023春·四川资阳·高二统考期末)已知双曲线222:1(0)y C x m m -=>的左、右焦点分别为1F ,2F ,直线l 经过2F 且与C 的右支相交于A ,B 两点,若2AB =,则1ABF 的周长为()A .6B .8C .10D .122.(2023春·上海崇明·高二统考期末)已知A ,B 为平面内两定点,过该平面内动点M 作直线AB 的垂线,垂足为N .若212MN AN NB =-⋅ ,则动点M 的轨迹是()A .圆B .椭圆C .抛物线D .双曲线3.(2023秋·山西晋中·高二统考期末)与两圆224x y +=及228150x y x +-+=都外切的圆的圆心的轨迹为()A .椭圆B .双曲线的一支C .抛物线D .圆4.(2023·全国·高三对口高考)已知两点()()5,0,5,0M N -及直线l :①530x y -=;②53300x y --=;③0x y -=;④440x y -+=,在直线l 上存在点P 满足6MP NP =+的所有直线方程是()A .①②B .①③C .②③D .②④5.(2023·全国·高三对口高考)若双曲线2221kx ky -=的一个焦点是()0,4,则k 的值为()A .332-B .8C .332D .8-6.(2023春·湖南岳阳·高三湖南省岳阳县第一中学校考开学考试)已知R k ∈,则“23k -<<”是“方程22122x y k k -=-+表示双曲线”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件7.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线22145x y -=的左、右焦点分别为12,,F F P 为双曲线右支上一点,M 为12PF F △的内切圆上一点,则112F M F F ⋅ 取值范围为()A .()18,42B .()24,36C .(30-+D .(6-+8.(2023·全国·高三专题练习)2023年3月27日,贵州省首届“美丽乡村”篮球联赛总决赛火爆开赛,被网友称为“村BA”.从某个角度观察篮球(如图1),可以得到一个对称的平面图形,如图2所示,篮球的外轮形状为圆O ,将篮球表面的粘合线看成坐标轴和双曲线的一部分,若坐标轴和双曲线与圆O 的交点将圆O 的周长八等分,2AB BC CD ===AD 所在直线为x 轴,则双曲线的方程为()A .22719y x -=B .2221x y -=C .22917y x -=D .22314y x -=二、多选题9.(2023春·广西河池·高二校联考阶段练习)已知m ∈R ,则方程()()22211m x m y -++=所表示的曲线为C ,则以下命题中正确的是()A .当1,22m ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,曲线C 表示焦点在x 轴上的椭圆B .当曲线C 表示双曲线时,m 的取值范围是()2,+∞C .当2m =时,曲线C 表示两条直线D .存在m ∈R ,使得曲线C 为等轴双曲线10.(2023·全国·高三专题练习)双曲线22:1124x y C -=的左,右焦点分别为1F ,2F ,点P 在C 上.若12PF F △是直角三角形,则12PF F △的面积为()A B C .4D .211.(2023·高二课时练习)已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左、右两个顶点分别是12,A A ,左、右两个焦点分别是12,F F ,P 是双曲线上异于12,A A 的任意一点,给出下列结论,其中正确的是()A .122PA PA a-=B .直线1PA ,2PA 的斜率之积等于定值22b a C .使得12PF F △为等腰三角形的点P 有且仅有四个D .若212PA PA b ⋅= ,则120PF PF ⋅= 三、填空题12.(2023春·河南·高二校联考期末)已知1F ,2F 分别为双曲线C :()222210,0x y a b a b -=>>的左、右焦点,124F F =.以线段12F F 为直径的圆与双曲线在第一象限交于点A ,双曲线C 的一条渐近线的倾斜角为3π,则直线1F A 的斜率为______.13.(2023春·上海嘉定·高二统考期末)已知圆锥曲线k C 的方程:22194x y k k+=--.当m n 、为正整数,且m n <时,存在两条曲线m C 、n C ,其交点P 与点())12F F 、满足12PF PF ⊥,则满足题意的有序实数对(),m n 共有__________对.14.(2023秋·高二课时练习)已知双曲线对称轴为坐标轴,中心在原点,两焦点为12,F F ,直线6x y +=过双曲线的一个焦点,P 为双曲线上一点,且1210,4PF PF ==,则双曲线的方程为__________.15.(2023·河北·校联考一模)设1F ,2F 是双曲线2214x y -=的左、右焦点,P 是双曲线在第一象限部分上的任意一点,过点1F 作12F PF ∠平分线的垂线,垂足为M ,则OM =______.16.(2023春·上海浦东新·高二上海南汇中学校考期中)已知1F ,2F 为双曲线22:1C x y -=的左、右焦点,点P 在双曲线C 上,122PF PF =,则12cos F PF ∠=______.四、解答题17.(2023秋·高二课时练习)根据下列条件,求双曲线的标准方程:(1)以椭圆221169x y +=短轴的两个端点为焦点,且过点(4,5)A -;(2)经过点(3,P -和(7)Q --.18.(2023·全国·高三专题练习)在平面直角坐标系xOy 中,已知点()1F ,)212,2F MF MF -=,点M 的轨迹为C .求C 的方程;19.(2023·全国·高三专题练习)已知圆221:(2)9C x y ++=,圆222:(2)1C x y -+=,动圆P 与圆1C 、圆2C 都外切.圆心P 的轨迹为曲线C .求C 的方程;20.(2023·高二单元测试)若双曲线C :22221x y a b -=上一点(D 到左、右焦点的距离之差的绝对值为2.(1)求双曲线C 的方程;(2)设1F 、2F 是双曲线的左、右焦点,点P 是双曲线上的点,若126PF PF +=,求12PF F △的面积.21.(2023春·四川遂宁·高二射洪中学校考期中)已知双曲线的焦点为1(3,0)F -,2(3,0)F ,且该双曲线过点(2,P -.(1)求双曲线的标准方程;(2)过左焦点1F 作斜率为AB ,求AB 的长;(3)求2F AB 的周长.。
21-22版:3.2.2 第二课时 双曲线的方程及性质的应用(创新设计)
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解 显然直线AB的斜率存在,
设直线AB的方程为y-2=k(x-1),即y=kx+2-k.
y=kx+2-k,
由x2-y22=1
消去 y,
整理得(2-k2)x2-2k(2-k)x-k2+4k-6=0. 设 A(x1,y1),B(x2,y2),则 1=x1+2 x2=k(22--kk2)(2-k2≠0),解得 k=1. 当k=1时,满足Δ>0,∴直线AB的方程为y=x+1.
∴a=2.∴b2=c2-a2=5,故选B.
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 2 13 14
索引
2.已知 F 是双曲线 C:x2-y32=1 的右焦点,P 是 C 上一点,且 PF 与 x 轴垂直,
点 A 的坐标是(1,3),则△APF 的面积为( D )
1
1
2
3
A.3
索引
自主检验
///////
1.思考辨析,判断正误 (1)过点A(1,0)作直线l与双曲线x2-y2=1只有一个公共点,则这样的直线可作 2条.( × ) 提示 过A(1,0)作直线l与双曲线只有一个公共点这样的直线可作3条.两条平 行于渐近线,一条与双曲线相切. (2)直线l:y=x与双曲线C:2x2-y2=2有两个公共点.( √ ) (3)直线与双曲线有唯一交点是直线与双曲线相切的必要不充分条件.( √ ) (4)双曲线xa22-by22=1 的焦点到渐近线的距离为 b.( √ )
B.2
C.3
D.2
解析 由c2=a2+b2=4得c=2,所以F(2,0), 将 x=2 代入 x2-y32=1,得 y=±3,所以|PF|=3. 又A的坐标是(1,3), 故△APF 的面积为12×3×(2-1)=32.
曲线与方程最新(峡山中学)
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曲线与方程(一) 2010-11-18一.课标点击(一)学习目标1、了解坐标法研究图形性质的基本思路;2、了解平面直角坐标中“曲线的方程”和“方程的曲线”的含义;3、会判定一个点是否在已知的曲线上;4、了解曲线的交点的求法;5、理解并能运用曲线的方程、方程的曲线的概念,建立“数”与“形”的桥梁,培养学生数形结合的意识.(二)重点与难点1.重点是了解曲线的方程,方程的曲线的概念。
2.难点是了解曲线与方程的对应关系。
学习过程:一、复习回顾:1.经过点P(0,)b和斜率为k的直线l的方程为______________________.2.圆心为(,)C a b,半径为r的圆C的方程为_______________________.(三)问题导引:1.直线L上的点与方程y=kx+b的解有着怎样对应关系?2.什么是直线的方程,方程的直线?(四)自主探究自主学习课本33页至34页部分,完成一下问题。
1.试说明圆(O,R)上的点与方程x2+y2=r2的解之间的一一对应关系。
2.什么是轨迹方程?3.什么是方程的曲线,曲线的方程?4.如何求两曲线交点的坐标?二、新课探究:(一)思考:曲线和方程之间有什么对应关系呢?(1)、求第一、三象限里两轴间夹角平分线上点的坐标满足的关系是什么?得出结论:(2)、说明过A(2,0)平行于y轴的直线与方程︱x︱=2的关系。
(二)、曲线与方程概念:一般地,在直角坐标系中,如果其曲线c上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:①曲线上的点的坐标都是;②以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点,那么,这个方程叫做;这条曲线叫做.说明:1、曲线的方程——反映的是图形所满足的数量关系方程的曲线——反映的是数量关系所表示的图形2、两者间的关系:点在曲线上点的坐标适合于此曲线的方程即:曲线上所有点的集合与此曲线的方程的解集能够一一对应如果曲线C的方程是F(x,y)=0,则M(x,y)∈CF(x,y)=0.因此,方程F(x,y)=0可作为描述曲线C的特征性质,曲线C用集合的特征性质描述法,可描述为:C=}{0),(),M(=yxFyx.在坐标系选定以后,曲线被它的所唯一确定。
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将上式两边平方,整理得
x+2y-7=0
(证明略)
例2.点M与两条互相垂直的直线的距离的积是常
数k(k>0),求点M的轨迹方程。
解:取已知的两条互相垂直的直线
y
为坐标轴,建立坐标系如右 设点M的坐标为(x,y),点M的轨 迹就是与坐标轴距离的积等于常数
k的点的集合 P={M||MR|.|MQ|=k}
例1 证明圆心为坐标原点,半径等于5的圆
的方程是 x2 y2 25, 并判断点
y
M1(3,-4)、M2 (2 5,2), 是否在这个圆上。
•M2
o
x
•M1
2.求曲线的方程
课堂新授 坐标法:把借助坐标系研究几何图形的方法叫做
坐标法。 解析几何:是用代数方法研究几何问题的一门
数学学科。 平面解析几何研究的主要问题是: (1)根据已知条件,求出表示平面曲线的方程;
21曲线和方程
导入新课
观察与分析
我们知道,用一个垂直于圆锥的轴的 平面截圆锥,截口曲线(截面与圆锥侧面 的交线)是一个圆,如果改变平面与圆锥 曲线的夹角,会得到什么呢?
课堂新授 2.如果曲线C的方程是F(x,y)=0,那么点P0(x0,y0)
在曲线C上的充分必要条件是 F(x0,y0)=0.
•M •
R
oQ
x
其中 Q,R分别是点M到x轴、y轴的垂线的垂足。 因为|MR|=|x|,|MQ|=|y|, 所以|x|.|y|=k
即xyk. (证明略)
课堂小结1
求曲线的方程的一般步骤:
设(建系设点) --Байду номын сангаас M(x,y)
写(写等量关系) --- P={M|M满足的条件} 列(列方程) 化(化简方程) 证(以方程的解为坐标的点都是曲线上的点)
F•
•M
o lB x
分析: 建立坐标系的时候,一般应当充分利用已知条
件中的定点,定直线等,这样可以使问题中的集合特征得
到更好的表示从而使曲线方程得到更好的表示,从而使曲
线方程的形式简单一些.
解:如右图,取直线 l为x轴,过点F且垂直于直线
y
l的直线为y轴,建立直角坐标系xOy.
设点M (x, y)是曲线上的任意一点,作 MB垂直于x轴,垂足为B,那么点M属 于集合 P={M| |MF|-|MB|=2}.
(2)通过方程,研究平面曲线的性质。
例1.设A、B两点的坐标是A(-1,-1),
B(3,7),求线段AB的垂直平分线的方程。
解:设M(x,y)是线段AB的垂直平分线 上任意一点,也就是点M属于集合
P={M||MA|=|MB|},
即:
y
B(3,7)
M ••••••••
Ao
x
(-1,-1)
( x1)2(y1)2(x3)2(y7)2
课堂小结2
建立坐标系的一般规律:
1.两条垂直的直线 以该二直线为坐标轴.
2.对称图形 以对称图形的对称轴为坐标轴.
3.已知长度的线段 以线段所在直线为对称轴,端点或中点为原点.
课堂小结3
关于化简方程
在求轨迹方程的问题中,如果化简方程 过程是同解变形.则由此所得的最简方程就 是所求曲线的方程,可以省略“证明”;
如果化简过程不是同解变形,所求得的 方程就不一定是所求曲线的方程 .此时, 应该通过限制x,y的取值范围来去掉增根,
使得化简前后的方程同解.
例3. 已知一条直线l和它上方的一个点F, y
点F到l的距离是2。一条曲线也在l的上 方,它上面的每一点到F的距离减去到l 的距离的差都是2,建立适当的坐标系, 求这条曲线的方程。
曲线上任意一点M的坐标;(建系设点) 2.写出适合条件p的点M的集合;(找等量关系) 3.用坐标表示条件p(M),列出方程f(x,y)=0;
(列方程) 4.化简方程f(x,y)=0; 5.证明以化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点。
(一般情况下可省略)
再见
结束语
谢谢大家聆听!!!
22
由两点的距离公式,
F•
•M
o lB x
点M适合的条件可表示为根号 x2(y2)222
将上式移项后两边平方,得 x2+(y-2)2=(y+2)2
化简得y = 1 x2 所以曲线的方程应是 y 1 x2(x 0)
8
8
课堂练习
课本P37 练习1、2、3 平方,化简得:
课堂小结
求曲线的方程的一般步骤: 1.建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示